Десульфатация аккумулятора- что это такое?

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.

Десульфатация что это?

Десульфатация — это удаление солей серной кислоты с пластин аккумулятора

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.

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.

Самым явным признаком того, что батарея не выдает нужный ток из-за сульфатации, является образование на пластинах серого сплошного налета. Рассмотреть его не всегда возможно из-за особенностей АКБ. Для обслуживаемых батарей, которые оснащены съемной крышкой, есть возможность открыть прибор и заглянуть в него.

В ином выполнении аккумулятора, если он полностью запаян, такая операция требует распила батареи, что небезопасно для человека.

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 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.

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.

Важно! Во многих АКБ производители для увеличения производительности батареи и срока ее службы покрывают пластины пастой, содержащей оксиды свинца. При использовании присадок такой слой быстро растворяется и химическая «реанимация» прибора приводит к его гибели.

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.

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.

Десульфатация АКБ с использованием специального или стандартного зарядного устройства.

Производить десульфатацию АКБ можно самостоятельно с использованием специального или стандартного зарядного устройства.

Обычное зарядное устройство бывает автоматическим с возможностью регулирования подаваемых на клеммы токов и напряжения и режимом «Десульфатация» или упрощенным с необходимостью контроля процесса.

Самый удобный вариант — это автоматическое импульсное зарядное устройство с режимом десульфатации.

Для расчета среднего времени зарядки делят емкость АКБ на средний показатель тока зарядки. Чаще всего требуется от 15 часов до 3 суток для полного восстановления оборудования.

Инструкция зарядки АКБ обычным зарядным устройством

Для этого типа зарядки аккумуляторной батареи электрохимическим способом необходимо осуществлять регулярный контроль процесса и постоянно в него вмешиваться. Для достоверности и точности зарядки инструкция разработана для батареи с плотностью электролита 1,07 г/куб. см и напряжением 8 В на клеммах оборудования. Без получения напряжения у данного прибора начинается спустя 15 минут кипение при типичной зарядке.

Важно! Разбавлять концентратом или электролитом любой плотности перед зарядкой запрещено!

Необходимо контролировать процесс разрядки АКБ, поскольку конечное напряжение должно остаться не ниже 9 В.

Последующая пара зарядки и разрядки батареи по вышеуказанному сценарию позволит повысить уровень электролита до показателя 1,16 г/куб. см. Необходимо повторять цикл до тех пор, пока плотности не достигнет значения 1,26 г/куб. см или не приблизится к номинальному 1,27 г/куб. см.

Важно! Длительность работ по десульфатации АКБ с помощью обычного зарядного устройства в зависимости от состояния батареи и сложности процесса может занять до 2 недель.

Как показывает практика, подобные манипуляции обновляют аккумулятор на 80-90%.

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 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.

Процесс сульфатации – это естественный признак износа АКБ и происходит из разных причин. Для устранения слоя свинцовых солей необходимо провести обратный процесс, чтобы повысить уровень плотности электролита и напряжения на клеммах батареи. Такая операция называется десульфатацией и может производиться самостоятельно с использованием обычного зарядного устройства.

При крайней необходимости пластины электродов аккумулятора очищаются химическим или механическим способом, с меньшей степенью восстановления. В домашних условиях можно самостоятельно собрать десульфататор. Схема довольно простая и быстро собирается. Более простой вариант сборки устройства – приобретение китайского комплекта с инструкцией и всеми необходимыми деталями.

Если аккумулятор показывает на клеммах напряжение полного заряда 12.7В, но при прокрутке стартером быстро “дохнет”, значит он потерял свою емкость и его пластины сильно сульфатированы.

Пластины, покрытые сульфатом свинца (белый налет) внутри банки АКБ.

Заряд АКБ перед промывкой

Обязательно заряжаем аккумулятор до максимума. Почему нужно заряжать перед промывкой?

Сернокислый свинец (сульфат свинца), из которого состоят минусовые пластины в разряженном состоянии очень хрупкий, и при переворачивании АКБ пластины могут повредиться.

После заряда активная масса отрицательных пластин становится губчатым свинцом, который обладает пластичностью и соответственно риск повреждения пластин сильно снижается. Также во время заряда батареи часть сульфата свинца растворяется в электролите. По сути, в момент заряда мы уже приступили к десульфатации пластин.

Как заряжать?

Сначала током размером 10% от емкости аккумулятора. Для АКБ емкостью 60 (А*ч) это будет 6 А.  Напряжение ограничиваем в пределах 14.4-14.7В. Заряжаем до тех пор, пока АКБ не начнет кипеть или зарядное устройство не прекратит зарядку.

Так как внутри батареи проходят электрохимические реакции и для их выполнения нужно некоторое время, то обязательно даем ей постоять в спокойном состоянии 30 минут.

Заново заряжаем только током в размере 1/20 от емкости аккумулятора. Для той же АКБ этот ток будут равен 3А.

После заряда снова перерыв 30 минут и заново заряжаем только током 1А.

Даем постоять 1час.

Промываем батарею от шлама.

Шлам образуется при разрушении свинцовых пластин и осыпании их активной массы (специальный слой на пластинах, состоящий из свинца и разных добавок, которые придают пластинам нужные технологические свойства).

Данный шлам является токопроводящим и может стать причиной короткого замыкания между пластинами и как следствие саморазряда АКБ.

На фото видно, пластины, загрязненные шламом.

Устранение саморазряда и сульфатации АКБ должно происходит одновременно.

Если устранить сульфатацию, но не устранить саморазряд, то батарея будет быстро разряжаться и заново покроется сульфатом. Если устранить саморазряд без устранения сульфата, то АКБ будет держать разряд, но у нее останется маленькая емкость.

Перед промывкой для соблюдения элементарной техники безопасности одеваем резиновые перчатки и очки. Следим, чтобы электролит не попал на одежду.

Сливаем весь электролит из АКБ. Для этого переворачиваем ее. Если аккумулятору несколько лет, то электролит скорее всего будет грязного черного цвета. Такой цвет он приобрел от загрязнения шламом.

Слитый электролит можно использовать повторно, но ему нужно дать несколько дней отстояться.

Слева на фото слитый грязный электролит, справа отстоянный несколько дней.

Ни в коем случае не оставляем АКБ без электролита или воды на время больше, чем 20-30минут!

Без воды влажный губчатый свинец отрицательных пластин при сушке сильно нагревается, он интенсивно окисляться кислородом из воздуха и от этого сильно греется. Это приводит к короблению пластин и как следствие происходит короткое замыкание между ними. Если оставите аккумулятор без воды или электролита, то гарантированно его убьёте!

Заливаем в АКБ дистиллированную воду до пробок и переворачиваем ее, сливая грязную воду. Таким образом вымываем шлам из банок. Промываем до чистой воды, пока не перестанет выходить шлам. Для АКБ емкостью 60 (А*ч) нужно примерно 3,5 л воды на одну промывку. Таких промывок может понадобиться 2-6шт.

После промывки заливаем дистиллированную воду в аккумулятор и даем постоять 1-2 часа. За это время вода заполнит все доступные полости и поры пластин, при этом ее уровень может немного понизиться.

Выдерживаем одинаковый уровень воды над пластинами – примерно 10-30мм. Уровень воды можно проверить с помощью прозрачного пластикового корпуса от авторучки.

Ставим широким концом пластиковую трубочку на пластины, а с другого конца трубочки зажимаем пальцем отверстие. Вынимаем трубочку и смотрим уровень воды в трубочке.

Ставим АКБ на заряд током 20-30% от номинала 10-часового зарядного тока.

Если АКБ (60 А*ч), то 10 часовой зарядный ток составит 6А. Если взять 20-30% от 6А, то получим 1.2-1.8А.  Можно ток ставить меньше, например 1А, главное не больше.

Оставляем на зарядке, которая продлиться примерно 3-4 дня. Периодически заглядываем в банки. Должны выделяться мелкие пузырьки и редкие больше пузырьки, но не должно быть интенсивных больших пузырьков. Если они есть, значит вода кипит.

Длительное кипение негативно сказывается на активной массе пластин, она осыпается. Кипение воды говорит о том, что тока много для растворения сульфата, и поэтому его излишки тратятся на гидролиз (разложение) воды на водород и кислород, что мы и видим в качестве пузырьков. Поэтому если есть кипение, то снижаем ток, можно вплоть до 0.5А.

Раз в день измеряем плотность в банках. Она должна медленно расти. Сульфат будет растворяться и переходить в жидкую кислоту. Примерно через 2 дня плотность поднимется до 1.1 г /см3.  Сульфат при такой плотности очень плохо растворяется. В АКБ на этот момент вместо воды получится слабый электролит.

За время заряда на пластинах уменьшиться белый налет сульфата и станет видно коричневые пластины. При достижении плотности 1.1 г /см3 сливаем слабый электролит из АКБ и заливаем чистую дистиллированную воду. Опять ставим на зарядку с тем же током и напряжением. В зависимости от количества сульфата на пластинах замену воды придется производить 1 или два раза.

Прекращаем заряд, когда все пластины станут коричневого цвета и плотность перестанет расти несколько часов. Это означает, что сульфат перестал растворяться в воде, а значит процесс десульфатации практически закончен. Это происходит примерно на 4 сутки зарядки. В банках будет видно чистые пластины коричневого цвета.

В некоторых случаях на пластинах будет видно черный налет. Черный налет появляется тогда, когда начинает растворяться сульфат, который служит связующим веществом в частицах активной массы. Лучше до такого состояния не доводить, так как это уже передозировка.

Даем аккумулятору постоять несколько часов для завершения всех химических процессов, сливаем воду и заливаем электролит.

Электролит можно использовать слитый ранее из АКБ, но отстоянный или свежий покупной из магазина.

Если используем слитый ранее из АКБ, то из банки, в которой он отстаивался забираем чистый раствор с помощью груши ареометра или другим способом, а грязный шлам оставляем на дне банки.

После смешиваем электролит, чтобы избежать его расслаивания на кислоту и воду и проверяем ареометром его плотность. При необходимости доводим плотность до высоких значений 1.3-1.33 г /см3 с помощью корректирующего электролита высокой плотности или с помощью чистой серной кислоты.

Корректирующий электролит высокой плотности можно приобрести в автомагазинах или интернет-площадках “Озон”.

Зачем нужна большая плотность электролита?

При заливке электролита в АКБ после десульфатирования его плотность немного упадет, так как частично он смешается с остатками воды и часть кислоты из него перейдет в технический сульфат.  Если залить раствор плотностью 1.3г /см3, то по итогу получим плотность примерно 1.26-1.28 г /см3.

Электролит заливаем примерно до уровня 10-30 мм над пластинами. Его уровень во всех банках аккумулятора должен быть одинаковым. Даем батареи отстояться 6-8 часов.

Проверка остаточной емкости аккумулятора

По итогу десульфатации АКБ ее емкость должна подняться, но все равно она будет меньше, чем у новой.

Проверить емкость можно разрядив ее до напряжения полного разряда 10.5В. Разряжать можно автомобильной лампочкой. Зная ее мощность по формуле P=U*I, где P=мощность, U-напряжение, I-сила тока, рассчитываем силу тока.

Например, для лампы мощностью 55 Ватт сила тока составит: 55ватт/12в = 4.583А.

Во время разряда аккумулятора засекаем за какое время он полностью разрядиться и умножаем количество часов разряда на силу тока лампочки. Получим примерную емкость АКБ.

При падении напряжения на клеммах АКБ до 10.5В отключаем лампочку.

Не забываем после такого глубокого разряда сразу поставить на зарядку иначе опять получим сильно засульфатированный аккумулятор и его заново придется восстанавливать.