Что такое кальциевый аккумулятор, его плюсы и минусы

Кальциевые аккумуляторы: плюсы и минусы

Кальциевыми аккумуляторами называют батареи, в которых все электроды легированы (добавлены десятые доли процента Са от общей массы сплава) кальцием. Плюсов у кальциевой технологии много и они весьма существенны. Перечислим некоторые из них:

1. Электроды становятся крепкими, и батарея приобретает очень важное свойство – виброустойчивость

2. В отличии от сурьмы, кальций уменьшает процесс электролиза “выкипания” воды из электролита. Кальциевые батареи относят к необслуживаемым аккумуляторам, с очень малым расходом воды. У многих моделей вообще не предусмотрены отверстия для долива воды.

4. Легированные кальцием свинцовые пластины хорошо защищены от коррозии.

5. Кальциевая технология позволяет пластины делать более тонкими, благодаря чему количество их увеличивается. В результате получаются высокие ТХП и емкости, в сравнении с сурьмянистыми АКБ.

6. Стоимость кальциевых батарей ниже, чем гибридных или AGM.

7. Срок службы кальциевых батарей по статистике самый долгий.

8. Низкий саморазряд

Благодаря этим качествам кальциевые аккумуляторы обрели популярность среди владельцев авто. Особенно хорошо они подходят тем, кто ездит много на большие расстояния. Кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды. Идеальный вариант: для маршрутных автобусов, коммерческих авто занятых на доставках. В тоже время получили и много негативных отзывов. Водители ездящие редко, либо на короткие расстояния, либо в режимах где аккумулятор сильно разряжается очень негативно отзываются о Ca/Ca. Им просто такой тип аккумуляторов не подходит. Проблема в неверном применении кальциевых батарей:

Во-первых: Кальциевые батареи годятся к использованию только в автомобилях.

Во-вторых: Они созданы стойко переносить перезаряд при дальних путешествиях, а не глубокие разряды, например при длительных простоях автомобиля. Для них важно быть постоянно заряженными. Разряжать Сa/Сa ниже напряжения 12 Вольт нельзя.

Кальциевые батареи, пережившие хотя бы 1 полный разряд, теряют до 50% своей емкости.
10 полных разрядов гарантировано уничтожат батарею полностью.

При сильных разрядах происходит практически необратимая сульфитация кристалами сульфата кальция.

Чтобы приобретенный АКБ прослужил как можно дольше, нужно выполнять правила эксплуатации кальциевого аккумулятора:

Во-первых, батарея может использоваться только как автомобильный аккумулятор.

Во-вторых, не разряжать ее ниже 12 В

В-третьих, электрооборудование в машине обязано быть исправным. В идеале у машины должна быть система, отключающая самостоятельно габариты, свет в салоне, музыку, которую забыл выключить владелец авто.

Категорически не рекомендуется применять кальциевые батареи в лодках, катерах, кофе-машинах – везде, где они могут подвергнуться глубоким разрядам.

Не применять в солнечных или ветряных электростанциях.

“АКБ-OIL сервис” предлагает наряду с гибридными АКБ и кальциевые модели аккумуляторов Mutlu , Berga . В нашей практике покупатели этих батарей, которые выполняли правила эксплуатации (таких кстати большинство) – через пять лет приезжали к нам за новой, а старая кальциевая по результатам тестирования была вполне еще рабочей.

Были случаи, когда нам приносили полностью мертвые кальциевые батареи, возрастом не старше одного года. Виной этому сильные разряды: оставленные на 2-3 недели зимой авто, не выключенный свет фар.

Кальциевый аккумулятор

Данная разновидность АКБ надежна, практична, но широкого распространения не получила. Основная причина тому – сравнительно высокая цена. Такой элемент питания обходится значительно дороже, чем обычный свинцовый.

Что такое кальциевый аккумулятор

Отличительная особенность рассматриваемого элемента питания – это его решетки, на которых располагается свинец. Их поверхность легирована при помощи Ca. Именно это и стало причиной такого обозначения – «кальциевый аккумулятор».

Содержание кальция сравнительно невелико – относительно присутствия остальных элементов. Но благодаря Ca АКБ становится на порядок более надежным. Суммарное количество элемента составляет всего 0.1% от общего веса. Обычно присутствует специальное обозначение – Ca/Ca. Оно говорит о том, что обе пластины («плюсовая» и «минусовая») легированы данной добавкой.

Использование кальция для легирования решеток пластин одновременно позволяет решить ряд задач:

• снижение показателя саморазряда;
• уменьшение потерь электролита в процессе работы.

Благодаря легированию удалось добиться снижения саморазряда более чем в 6 раз. В то же время процесс потери электролита не такой интенсивный. Но снижение показателя позволило сделать батарею необслуживаемой. Пользователю более нет необходимости постоянно следить за уровнем, заниматься доливкой.

Автомобильный аккумулятор типа Ca/Ca не требуется постоянно подзаряжать. Саморазряд снижен почти до нуля – даже при отрицательной температуре. Именно поэтому кальциевые АКБ стали очень популярны в районах Крайнего Севера, а также других регионах с низкой среднесуточной годовой температурой. Но важно помнить: батареи этого типа имеют особенности. Их следует обязательно учитывать при эксплуатации.

Существует 3 основных типа кальциевых батарей:

• первый – могут перенести 3 глубоких разряда (кальция – 0.1%, олово – 0.1%);
• второй тип – в составе АКБ, помимо кальция, присутствует серебро (0.2%) и легко выдерживают 10 циклов полного разряда-заряда;
• третий тип – в продаже встречается ещё относительно редко, в состав помимо кальция входит медь, кадмий и другие металлические добавки (они позволяют увеличить ресурс, снизить стоимость).

Плюсы и минусы

Использование АКБ этого вида имеет свои преимущества и недостатки. К основным и наиболее существенным плюсам стоит отнести:

• сравнительно высокую емкость позволяющую долгое время держать постоянный заряд – обеспечивается данный эффект применением очищенного свинца;
• сравнительно низкие токи запуска;
• минимальный саморазряд – вне зависимости от условий хранения;
• минимальное испарение воды из электролита.

Множество преимуществ делает АКБ этого типа привлекательным для большинства автовладельцев. Но перед покупкой и началом использования важно ознакомиться с основными минусами конструкции:

• не допускается полностью разряжать кальциевую батарею – даже 1 полный разряд приводит к падению максимальной емкости, заявленной производителем, на 50% от изначальной;
• стоимость обычных свинцовых АКБ ниже в 2 раза;
• отсутствуют отверстия для доливки – приходится самостоятельно изготавливать их (что не совсем безопасно).

Именно глубокий разряд – главный враг рассматриваемых АКБ. В процессе работы на пластинах постепенно оседает сульфат свинца (выглядит как кристаллы). Данное явление является нормальным, говорит о разряде АКБ. В процессе химической реакции плотность электролита постепенно снижается. При подключении внешнего источника питания (зарядки постоянного тока) образовавшиеся на поверхности пластин кристаллы начинают постепенно растворяться. Как следствие:

• плотность электролита внутри АКБ восстанавливается;
• емкость возрастает до положенных значений.

Именно так и происходит процесс заряда-разряда. Если разрядить батарею Ca/Ca до нуля – кристаллы будут увеличиваться в размерах, возникнет плотная и трудно разрушимая структура. Как следствие – при подключении электрического тока пластины не освобождаются от наростов в виде сульфата. Такой процесс обозначается специальным термином «сульфатация аккумулятора».

Следует отметить: если сразу после глубокого разряда подключить АКБ в источнику постоянного электрического тока, то падения емкости можно избежать. Так как плотный кристаллический слой просто не успеет образоваться на поверхности пластин.

Ситуация с глубоким разрядом кальциевого АКБ усугубляется процессом образования сульфата кальция. Основные его качества:

• устойчив в растворению в воде;
• не поддается воздействию кислот.

Причем чем выше температура окружающей среды – тем прочнее кристаллическая решетка. Сульфат кальция представляет собой диэлектрик. В результате возникновения на поверхности пластины он приводит к её закупориванию – восстановить нормальную её работу не представляется возможным.

Как зарядить кальциевый аккумулятор

Процесс зарядки АКБ этого типа отличается. Следует использовать специальное зарядное устройство. Например, хорошо для этих целей подходит «Вымпел-55». Он позволяет запрограммировать зарядку. Особенности заряда кальциевой батареи:

• напряжение – от 16.1 до 16.5 В;
• длительность цикла – 2-3 часа.

Использовать стоит программируемые зарядные устройства. В противном случае добиться зарядки до 100% емкости просто не удастся. Следует отметить: стандартные зарядные устройства, отсекающие напряжение на 14.5-15 В не подходят. Использование такого напряжение не позволит полностью зарядить АКБ. Максимум – на 40-50% от номинальной емкости.

Существует широкий перечень нюансов, связанных с зарядкой кальциевых АКБ. Прежде, чем приобрести и установить такой элемент питания, следует внимательно ознакомиться со всеми нюансами и тонкостями эксплуатации.

Кальциевый аккумулятор

При покупке нового автомобиля владельцы могут заметить, что в качестве источника питания применяется не обычный свинцовый, а другой на корпусе которого указана маркировка Ca/Ca. Возникает вопрос что такое кальциевый аккумулятор, как его заряжать и обслуживать. Применение щелочного металла значительно повышает основные характеристики данной батареи.

Кальциевые АКБ

Кальциевые АКБ представляют собой источники питания в конструкции которых применяются электроды из легированных свинцовых пластин. Количество щелочного металла в составе незначительно до 0,1% от общего объема. Ранее для производства применялась сурьма, но благодаря лучшим свойствам кальций постепенно вытеснил ее из аккумулятора. Иногда в сплав может добавляться драгоценный металл серебро.

Добавление драгоценного металла позволяет разрешить многие проблемы обычных кальциевых источников питания. Однако самым большим недостатком считают повышенную стоимость. Сплавление свинца, кальция и серебра это сложный технологический процесс с применением дорогого сырья.

Совет! При выборе различных моделей необходимо ориентироваться по условиям эксплуатации и стоимости батарей.

Технология в Ca/Ca аккумуляторах

Технологический процесс изготовления таких источников питания значительно отличается от производства батарей с применением сурьмы. В аналогичных аккумуляторах пластины изготавливают при помощи литья, кальций же при таком способе просто выгорает.

В результате нетерпимости кальция к повышенным температурам электроды производят методом штампования. Для прессования предварительно изготавливается лента после чего происходит сам процесс штампа. Таким методом стало возможным совершенствовать и усложнять рельеф пластин, при этом внешняя рамка сохраняется в первоначальном виде.

В современном производстве кальциевые АКБ не смогли полностью вытеснить аналоги с рынка. Происходит это в результате сложности процесса производства решетки из сплава кальция и свинца. Существует разновидность источника питания, где используется и сурьма и кальций.

Достоинства и недостатки

Кальциевый аккумулятор имеет свои плюсы и минусы в процессе эксплуатации.

Преимущества

К основным плюсам кальциевых аккумуляторов следует отнести такие особенности:

• В результате того, что в состав электродов помимо свинца был добавлен кальций, они приобретают повышенную прочность. Не разрушаются при тряске в особых условиях эксплуатации.
• Присутствие легирующего металла способствует защите воды от выкипания из аккумулятора. Большинство модификаций таких источников питания выполняются необслуживаемыми.
• Применяемая технология в данных АКБ обеспечивает защиту от возможного перезаряда. Благодаря таким свойствам они нашли применение в сети, где может применяться повышенное напряжение значением выше 14,8 В.
• Не подвержены воздействию коррозии и разрушению в результате длительного ее влияния.
• Увеличено количество самих пластин у каждого электрода, такое стало возможно благодаря уменьшению их собственной толщины.
• Низкая стоимость в отличие от аналогов.
• Пониженное значение самостоятельного разряда.

Недостатки

К минусам потребители относят:

• Не терпят глубокий разряд, в результате чего могут выйти из строя при длительной стоянке более 14 дней.
• Короткий срок службы. В результате уменьшения толщины пластин они разрушаются намного быстрее, чем аналоги. Производители заявляют срок до 5 лет.

Интересно знать! Кальций в составе пластин не является вредным для здоровья потребителя и окружающей среды.

Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля

Перед как заряжать кальциевые автомобильные аккумуляторы необходимо приобрести зарядное устройство, подходящее по всем техническим параметрам. Температура батареи не должна быть ниже комнатного значения. Зарядник необходимо правильно подключить, не перепутав идущие к электродам провода . Само восстановление заряда происходит в два этапа.

Первый этап

В начальный период значение ток выставляют значением 0,1 от собственной емкости АКБ. Напряжение заряда са/са аккумуляторов устанавливается не ниже 16,1 В. В таком режиме источник питания восстанавливается до момента пока ток не упадет ниже 0,5 А, этот процесс может занять несколько часов.

Электролит может нагреваться и дойти до точки кипения, при закипании необходимо снизить значения тока зарядки. Кипение может привести к испарению воды из раствора с кислотой, уровень снизится, чего категорически нельзя допускать.

Совет! Перед тем как заряжать кальциевый аккумулятор необходимо ознакомиться с инструкцией к устройству.

Второй этап

Особенностью второго периода заряда является изменение основных параметров в процессе восстановления заряда. При этом ток заряда выставляют на значение 3 А, а напряжение варьируется от 13,1 В до 16,1 В.

Второй этап зарядки обусловлен волновыми показателями, до момента набора восстановленного значения собственной емкости. Необходимо контролировать температуру электролита не допускать его закипания. В результате приближения конца заряда паузы в периоды подачи тока могут достигать значения менее минуты, когда перерыв будет длиться несколько секунд, зарядное устройство следует отключить. Емкость восстановлена, причем таким способом возможно добиться номинального напряжения в батарее до 13,4 В.

Особенности безопасной эксплуатации

В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи необходимо соблюдать некоторые правила, которые помогут продлить срок службы батареи:

1. Рекомендуется постоянно очищать корпус от грязи и мусора, а также удалять накопившуюся воду на крышке.
2. Образовавшийся окисел удаляют с электродов, это снижает сопротивление при коммутации.
3. При попадании мусора в отверстия для отвода излишних газов может произойти разрушение батареи, поэтому их регулярно очищают.
4. По рекомендации производителей уровень электролита необходимо проверять 2 раза в месяц. Восстанавливать в домашних условиях следует только дистиллированной водой, кислоту доливают в специализированных мастерских.
5. При помощи прибора регулярно проверяется значение напряжения и плотности.
6. При длительной стоянке са/са аккумулятор необходимо постоянно поддерживать подзарядкой. Они бояться глубокого заряда, в результате чего могут выйти из строя.
7. В зимний период источник питания такого типа следует хранить в помещении. Низкая температура пагубно влияет на состав электролита.

Важно! Правильная эксплуатация и соблюдение требований хранения способны продлить срок службы кальциевых аккумуляторов.

Выбор аккумулятора

При покупке источников питания с применением кальция следует ориентироваться по некоторым основным факторам:

• Бренды. Современный рынок предусматривает наличие как отечественных, так и зарубежных моделей. Стоит упомянуть, что европейские аналоги оснащаются дополнительными сертификатами соответствия, для проверки иностранные производители применяют специальные современные агрегаты для этого.
• Рекомендуется обратить внимание на дату выпуска. Аккумуляторы для автомобилей с применением кальция следует приобретать при хранении не более 5 месяцев. В результате длительного хранения собственная емкость батареи понижается, последующее самостоятельное восстановление может стать проблематичным.
• Значение емкости. При выборе источника питания производители рекомендуют подбирать по номинальному показателю, указанному в документации к транспортному средству. Превышение емкости может привести к выходу из строя генератора и бортовой системы электроснабжения.
• Максимальный ток. Также, как и в показаниях емкости необходимо учитывать по документации автомобиля. Превышение допускается для техники, которая часто применяется в зимний период.

Отличие от других типов батарей

Если сравнивать кальциевый, свинцовый и гибридный аккумулятор, то какой лучше могут показать только их технические характеристики. Рассмотрим отличие по их основным свойствам.

Напряжение заряда

В са аккумуляторах процесс восстановления заряда происходит при напряжении 16 В, у других моделей такие показатели значительно меньше. Свинцовый и гибридный заряжают при 12,5 В и 14 В соответственно.

Применение легирующих металлов

В аналогичных свинцовых и гибридных источниках питания применяют в основном сурьму. В са батареях используют кальций, чем выгодно отличает эти аккумуляторы от аналогов.

Возможность обслуживания

Кальциевые модели изготавливаются обслуживаемые и малообслуживаемые. Аналоги производят только обслуживаемого вида.

Стоимость

Самым дорогим из рассматриваемых батарей считается гибридный, немного дешевле можно будет приобрести кальциевый. Наиболее доступным является свинцовый.

Источники питания с применением кальция считаются наиболее совершенными устройствами, они стали наиболее популярными среди потребителей. Повышенные технические характеристики выгодно отличают их от аналогов.