Восстановление свинцово-кислотных аккумуляторов

В множестве бытовой и офисной техники находятся свинцово-кислотные аккумуляторы, и в независимости от марки аккумулятора и технологии производства, будь то обычный обслуживаемый автомобильный аккумулятор, AGM, гелевий (GEL) или маленький аккумулятор от фонарика, все они имеют свинцовые пластины и кислотный электролит.

По окончание эксплуатации такие аккумуляторы выбрасывать нельзя потому как они содержат свинец, в основном их ждет судьба утилизации где свинец извлекают и перерабатывают.
Но все же, не смотря на то что такие аккумуляторы в основном «необслужываемые», можно попытаться их восстановить вернув им прежнюю емкость и использовать еще некоторое время.

Как восстановить 12 вольтовый аккумулятор от UPSa на 7ah

В этой статье я расскажу о том как восстановить 12 вольтовый аккумулятор от UPSa на 7ah, но способ подойдет для любого кислотного аккумулятора.

Но хочу предупредить что данные меры не следует производить на полностью рабочем аккумуляторе, так как на исправном аккумуляторе добиться восстановления емкости можно всего лишь правильным способом зарядки.

Итак берем аккумулятор, в данном случае старый и разряженный, поддеваем отверткой пластмассовою крышку. Скорее всего она точечно приклеена к корпусу.

Подняв крышку видим шесть резиновых колпачков, их задача не обслуживание аккумулятора, а стравливания образующихся при зарядке и работе газов, но мы воспользуемся ними в наших целях.

Снимаем колпачки и в каждое отверстие, с помощью шприца, наливаем 3мл дистиллированной воды, следует заметить что другая вода не годится для этого. А дистиллированную воду можно легко найти в аптеке или на авторынке, в самом крайнем случае может подойти талая вода от снега или чистая дождевая.

После того как мы долили воду, ставим аккумулятор на зарядку и заряжать его будем с помощью лабораторного (регулируемого) блока питания.

Подбираем напряжения пока не появляются какие то значения зарядного тока. Если аккумулятор в плохом состояние то зарядного тока может не наблюдаться, поначалу, вообще.

Напряжения надо повышать, пока не появится зарядный ток хотя бы в 10-20мА. Добившись таких значений зарядного тока нужно быть внимательным, так как ток будет со временем расти и придется постоянно уменьшать напряжение.

Когда ток дойдет до 100мА дальше напряжения уменьшать не надо. А когда ток заряда дойдет до 200мА нужно отключить аккумулятор на 12 часов.

Дальше снова подключаем аккумулятор на зарядку, напряжение должно быть таким чтоб ток зарядки для нашего 7ah аккумулятора был в 600мА. Также, постоянно наблюдая, поддерживаем заданный ток на протяжении 4 часов. Но смотрим за тем чтоб напряжение зарядки, для 12 вольтового аккумулятора, было не больше 15-16 вольт.

После зарядки, спустя примерно час, аккумулятор нужно разрядить до 11 вольт, сделать это можно с помощью любой 12 вольтовой лампочки (например на 15 ват).

После разрядки аккумулятор нужно снова зарядить с током в 600мА. Лучше всего проделать такую процедуру несколько раз, то есть несколько циклов заряд-разряд.

Скорее всего вернуть номинальную емкость аккумулятору не получится, так как сульфатация пластин уже понизила его ресурс, а к тому же имеют место быть и другие пагубные процессы. Но аккумулятор можно будет дальше использовать в штатном режиме и емкости для этого будет достаточно.

По поводу быстрого износа аккумуляторов в бесперебойниках, было замечено следующие причины. Находясь в одном корпусе с бесперебойником, аккумулятор постоянно поддается пассивному нагреву от активных элементов (силовых транзисторов) которые кстати говоря нагреваются до 60-70 градусов!

Постоянный прогрев аккумулятора ведет к быстрому испарению электролита.
В дешевых, а порой и даже некоторых дорогих моделях UPSов отсутствует термокомпенсация заряда, то есть напряжение заряда выставлено на 13,8 вольта, но это допустимо для 10-15градусов, а для 25 градусов, а в корпусе порой и намного больше, напряжение заряда должно быть максимум 13,2-13,5 вольта!

Хорошим решением будет вынести аккумулятор за пределы корпуса, если хотите продлить его срок службы.

Также сказывается «постоянный маленький под заряд» бесперебойником, 13.5 вольтами и токе в 300мА. Такая подзарядка приводит к тому что когда кончается активная губчатая масса внутри аккумулятора  то начинается реакция в его электродах что приводит к тому что свинец токоотводов на (+) становится коричневым (PbO2) а на (-) стает «губчатым».

Таким образом, при постоянном перезаряде, мы получаем разрушение токоотводов и «кипение» электролита с выделением водорода и кислорода, что приводит к увеличению концентрации электролита, что опять способствует разрушению электродов.

Получается такой замкнутый процесс что приводит быстрому расходу ресурса аккумулятора.
Кроме того такой заряд (пере заряд) большим напряжением и током от которого электролит «кипит» — переводит свинец токоотводов в порошковый оксид свинца который со временем осыпается и может даже замыкать пластины.

При активном использование (частом заряде), рекомендуется раз в год доливать в аккумулятор дистиллированную воду.

Доливать только на полностью заряженный аккумулятор с контролем как уровня электролита так и напряжения. Невкоем случае не переливать, лучше ее не долить потому как назад отбирать ее нельзя, потому что отсасывая электролит вы лишаете аккумулятор серной кислоты и в последствие концентрация меняется.

Думаю понятно что серная кислота нелетучая поэтому в процессе «кипения» во время зарядки, она вся остается внутри аккумулятора — выходит только водород и кислород.

На клеммы подключаем цифровой вольтметр и шприцем на 5мл с иглой заливаем в каждую банку по 2-3мл дистиллированной воды, одновременно светя внутрь фонариком чтобы остановиться если вода перестала впитываться — после заливки 2-3мл смотрите в банку — увидите как вода быстро впитывается, а напряжение на вольтметре падает (на доли вольта).

Повторяем доливку для каждой банки с паузами на впитывание по 10-20сек(примерно) до тех пор пока не увидите что «стекломаты» уже влажные — то есть вода уже не впитывается.

После доливки  осматриваем нет ли перелива  в каждой банке аккумулятора, вытираем весь корпус, устанавливаем на место резиновые колпачки и приклеиваем на место крышку.
Так как аккумулятор после доливки показывают примерно 50-70% зарядки, вам надо его зарядить.

Но зарядку нужно осуществлять или регулируемым блоком питания или же бесперебойником или штатным устройством, но под присмотром, то есть во время зарядки необходимо пронаблюдать за состоянием аккумулятора (нужно видеть верх аккумулятора). В случае с бесперебойником, для этого придется сделать удлинители и вывести аккумулятор за пределы корпуса UPSa.

Под аккумулятор подстелем салфетки или целлофановые мешочки, заряжаем до 100% и смотрим, не протекает из какой либо банки электролит. Если вдруг такое произошло, прекращаем зарядку и убираем салфеткой подтеки. С помощью салфетки смоченной в растворе соды — очищаем корпус, все впадины и клеммы куда попал электролит, для того чтоб нейтрализовать кислоту.

Находим банку откуда произошло «выкипание» и смотрим, если в окошке видно электролит, отсасываем излишки шприцем, а потом аккуратно и плавно заправляем этот электролит обратно внутрь волокна. Часто случается что электролит после доливки не равномерно впитался и вскипел вверх.

При повторной зарядке наблюдаем за аккумулятором как описано выше и если «проблемная» банка аккумулятора снова начнет «изливаться» при зарядке, излишки электролита придется удалить из банки.
Также под осмотром следует проделать хотя бы 2-3 полных цикла разряда-заряда, если все прошло отлично и нет никаких подтеков, аккумулятор не греется (легкий нагрев при заряде не в счет), то аккумулятор можно собирать в корпус.

Способы реанимации свинцово-кислотных аккумуляторов

• Из аккумулятора сливается весь электролит, а внутренности промываются сначала пару раз горячей водой, а потом уже горячим раствором соды (3ч.л соды на 100мл воды) оставив в аккумуляторе раствор на 20 минут. Процесс можно повторить несколько раз, а в конце хорошенько промыв от остатков раствора соды — заливают новый электролит.

Дальше аккумулятор сутку заряжают, а спустя, в течение 10 дней, по 6 часов вдень.
Для автомобильных аккумуляторов током до 10 ампер и напряжением 14-16 вольт.

• Второй способ это обратная зарядка, для этой процедуры понадобится мощный источник напряжения, для автомобильных аккумуляторов например сварочный аппарат, рекомендуемый ток — 80ампер напряжением 20 вольт.

Делают переполюсовку, то есть плюс к минусу а минус к плюсу и на протяжение пол часа «кипятят» аккумулятор с его родным электролитом, после чего электролит сливают и промывают аккумулятор горячей водой.
Дальше заливают новый электролит и соблюдая новую полярность, на протяжение сутки заряжают током 10-15 ампер.

• Но самый эффективный способ делается с помощью хим. веществ.
  Из полностью заряженного аккумулятора сливают электролит и после неоднократной промывки водой, заливают аммиачный раствор трилона Б (ЭТИЛЕНДИАМИНТЕТРАУКСУСНОКИСЛОГО натрия), содержащий 2 весовых процента трилона Б и 5 процентов аммиака.

Происходит процесс десульфатации на протяжение 40 — 60 минут, на протяжение которого с небольшими брызгами выделяется газ. По прекращению такого газообразования можно судить о завершение процесса. При особо сильной сульфатации аммиачный раствор трилона Б следует залить снова, убрав перед этим отработавший.

В конце процедуры внутренности аккумулятора тщательно промывают несколько раз дистиллированной водой и заливают новый электролит нужной плотности. Аккумулятор заряжают стандартным способом до номинальной емкости.
По поводу аммиачного раствора трилона Б, его можно разыскать в химических лабораториях и хранить в герметичных емкостях в темном месте.

А вообще если интересно то состав электролита которые выпускают фирмы Lighting, Electrol, Blitz, akkumulad, Phonix, Toniolyt и некоторые другие, это водный раствор серной кислоты (350-450гр. на литр) с прибавлением сернокислых солей магния, алюминия, натрия, аммония. В составе электролита фирмы Gruconnin кроме того содержатся калиевые квасцы и медный купорос.

После восстановления аккумулятор можно заряжать обычным для данного типа способом (например в UPSe) и не допускать разряда ниже 11 вольт.

В многих бесперебойниках присутствует функция «калибровка АКБ» с помощью которой можно осуществлять циклы разряд-заряда. Подключив на выходе бесперебойника нагрузку в 50% от максимума ИБП, запускаем эту функцию и бесперебойник разряжает АКБ до 25% а потом заряжает до 100%

Ну а на совсем примитивном примере зарядка такого аккумулятора выглядит так:
На аккумулятор подается стабилизированное напряжение 14.5 вольта, через проволочный переменный резистор большой мощности или через стабилизатор тока.

Ток заряда рассчитывается по простой формуле: емкость аккумулятора разделяем на 10, например для аккумулятора в 7ah будет — 700мА.

И на стабилизаторе тока или с помощью переменного проволочного резистора необходимо выставить ток в 700мА. Ну а в процессе зарядки ток начнет падать и нужно будет уменьшать сопротивления резистора, со временем ручка резистора придет до упора в начальное положение и сопротивление резистора будет равно нулю.

Ток будет дальше постепенно уменьшатся до нуля пока напряжение на аккумуляторе не станет постоянным — 14.5 вольта. Аккумулятор заряжен.

Разберем старый аккумулятор от бесперебойника

Что здесь можно увидеть. Намазка (-) пластины (она «серая» по цвету) полностью высохла от постоянного под заряда, который производится в бесперебойнике.
Светлая пластина вся в сульфате свинца, происходит такое от неравномерного использования емкости каждой банки аккумулятора и соответственно отсутствие добивки емкости.

Светлые кристаллы на пластинах — это сульфатация

Отдельная «банка» батарея аккумулятора подвергалась постоянному недозаряду и в результате покрыта сульфатами, ее внутреннее сопротивление росло с каждым глубоким циклом, чтоб привело к тому что, во время заряда она стала «закипать» раньше всех, из-за потери емкости и выведения электролита в нерастворимые сульфаты.

Плюсовые пластины и их решетки превратились по консистенции в порошок, в следствие постоянного подзаряда бесперебойником в режиме «стенд-бай».

Свинцово кислотные аккумуляторы кроме автомобилей, мотоциклов и разнообразной бытовой техники, где только не встречаются и в фонариках и в часах и даже в самой мелкой электронике. И если вам попал в руки такой «нерабочий» свинцово-кислотный аккумулятор без опознавательных знаков и вы не знаете какое напряжение он должен выдавать в рабочем состояние.

Это легко можно узнать по количеству банок  в аккумуляторе. Отыщите защитную крышку на корпусе аккумулятора и снимите ее. Вы увидите колпачки для стравливание газа. по их количеству станет понятно на сколько «банок» данный аккумулятор.
1 банка — 2вольта (полностью заряженная — 2.17 вольта), то есть если колпачка 2 значит аккумулятор на 4 вольта.

Полностью разряженная банка аккумулятора должна быть не ниже 1.8 вольта, ниже разряжать нельзя!

Ну а в конце дам небольшую идею, для тех кому не хватает средств на покупку новых аккумуляторов. Найдите в вашем городе фирмы которые занимаются компьютерной техникой и УПСами (бесперебойниками для котлов, аккумуляторами для систем сигнализаций), договоритесь с ними чтоб они не выбрасывали старые аккумуляторы от бесперебойников а отдавали вам возможно по символической цене.

Практика показывает что половина AGM (гелевых) аккумуляторов можно восстановить если не до 100% то до 80-90% точно! А это еще пару лет отличной работы аккумулятора в вашем устройстве.

Свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом постепенно изнашиваются.

За несколько лет работы у них

• падает плотность
• снижается скорость заряда
• падает максимальный отдаваемый ток.

Все это негативно сказывается на производимой ими работе и может стать причиной невозможности завести двигатель в критический момент. Невзирая на необратимость процессов, протекающих внутри АКБ, в некоторой степени их можно вернуть к нормальной работе. Но как восстановить батарею своими руками в домашних условиях, чтобы продлить ее жизнь на полгода-год?

Особенности работы аккумуляторов

Любой классический автомобильный аккумулятор, а речь идет именно о свинцово-кислотных моделях, работает по одному принципу. Прежде всего, он состоит из решетчатых электродов, заполненных активной пастой. Между ними имеется сепаратор, разделяющий среды и исключающий короткое замыкание через частицы вещества.

Все внутреннее пространство заполнено жидким или гелевым электролитом. Независимо от его физического состояния, в виде пропитки в абсорбере — гель или жидкость — он состоит на 30-37% из соляной кислоты и на 63-70% дистиллированной воды.

Активная паста накапливается ионы, которые через электролит переносят заряды с положительной на отрицательную обкладку. Раствор забивается осадком после химической реакции, а газообразные соединения улетучиваются, что приводит к уменьшению количественного состава вещества. Каждый цикл заряда-разряда приводит к испарению дополнительного количества воды.

Этапы по восстановлению аккумулятора автомобиля

Процесс по восстановлению рабочих характеристик батареи состоит из нескольких этапов. Их количество и зависит от типа элемента питания. Если вы имеете дело с необслуживаемыми АКБ, то реанимация будет протекать сложнее.

Проверка уровня электролита

В обслуживаемых батареях можно проверить уровень электролита.

Для этого достаточно открутить пробки и взглянуть внутрь. Во всех банках пластины должны быть прикрыты жидкостью. Если торцы электродных решеток будут видны, необходимо добавить воду, слегка прикрыв их.

Кратковременный глубокий разряд в ноль

Если батарея кратковременно разрядилась в ноль, то ее можно восстановить. Делается это методом переполюсовки, то есть зажим «+» подключается к контакту АКБ «-». Соответственно, минус с ЗУ на плюс батареи.

В таком состоянии нужно подавать малый ток в течение 5 минут, не более 3 А. Затем, выполняется обратное подключение, и аккумулятор заряжается в обычном режиме до 14,8 В для обычных и 14,4 В для AGM. Ток заряда ставится на значение не более 7% от емкости.

Цикл заряд-разряд

Если батарея длительное время простояла без дела и разрядилась и пластины сульфицировались, есть способ частично восстановить источник питания.

Для этого применяют технологию КТЦ или контрольно-тренировочный цикл. Сначала ее нужно зарядить с переполюсовкой, чтобы разрушить образовавшуюся соль на пластинах. После чего к АКБ подключите 3 лампы ближнего света или иную эквивалентную нагрузку и разрядите до 10,5 В. Цикл повторите 3 раза.

Малотоковая зарядка

Существует еще один метод реанимации батарей. Он заключается в воздействии на пластины малым током долгое время. Так можно восстановить только те источники, которые сравнительно малое время пробыли в состоянии низкого заряда. На зарядном устройстве ставят ток не более 1,5 А, а напряжение до 19 В. Выжидают до 2 суток в зависимости от состояния батареи.

Восстановить полный заряд описанными способами невозможно. Так только частично поднимается энергоемкость и срок службы буквально на несколько месяцев. Напоминаем, что в кислотном элементе питания происходят необратимые процессы.

Восстановление аккумуляторов

В домашних условиях можно оживить жидкостные аккумуляторы автомобиля кислотно — свинцового класса. Гелевые и адсорбционные аккумуляторы, в принципе долговечнее, однако и их можно восстановить, но делать это желательно с применением специализированных устройств на СТО.

Оптимальный вариант — использование зарядно — восстановительного устройства для всех типов 12 вольтовых АКБ.

Процессор девайса автоматически адаптируется к конкретной модели аккумулятора, распознаёт короткие замыкания, перегрев и проводит самодиагностику. ЗВУ используется для предпродажной подготовки аккумуляторов автомобиля, а также для их восстановления.

Причины, показания и противопоказания к восстановлению старых АКБ

Диагностировать проблемы с аккумулятором очень просто, даже при отсутствии мультиметра и ареометра — достаточно поставить на автомобиль заведомо исправную батарею.

Если налицо признаки замыкания или осыпания пластин, то заряжать такой аккумулятор точно не стоит, но можно попробовать оживить. Его нужно промыть изнутри дистиллированной водой, не боясь уже переворачивать. На этом этапе можно визуально оценить перспективы, возможно ли восстановить АКБ.

Если пластины разрушены до основания, а грязи очень много, то вердикт для того, чтобы оживить старый АКБ неутешительный. При меньшем масштабе деструктивных процессов, имеет смысл произвести комплекс мер и попробовать восстановить аккумулятор автомобиля своими руками.

Существует достаточно много методик, как оживить АКБ, но принципиально все они включают в себя

• промывку
• десульфатацию (восстановление эффективной рабочей поверхности пластин)
• заливку электролита
• восстановление рабочих параметров по его плотности и силе тока батареи.

Если всё сделано правильно и аккумулятор сохранил хоть часть своего потенциала, то восстановить можно и его вторая жизнь продолжается от нескольких месяцев до нескольких лет.