Характеристики автомобильных аккумуляторов: виды и технические параметры аккумуляторных батарей для автомобилей

На что смотреть при выборе автомобильного аккумулятора?

Без аккумулятора автомобиль превращается в бесполезную недвижимость — лишь редкие современные машины допускается заводить с толчка.

Аккумулятор служит источником питания не только для стартера, но и для многочисленных электронных устройств, отвечающих за безопасность либо комфортабельность транспортного средства.

Именно поэтому к подбору батареи стоит относиться очень серьёзно — неподходящее устройство может стать причиной отказа автомобиля в неподходящий момент либо даже его повреждения. Чтобы не допускать подобных ошибок, стоит внимательно рассмотреть основные характеристики аккумулятора для автомобиля.

Современные аккумуляторы максимально унифицированы, что позволяет облегчить их выбор, но между батареями всё же имеется немало различий. Главной отличительной чертой аккумулятора является его номинальное напряжение. Выделяют три основных вида батарей:

• 6 Вольт — для мопедов, багги, некоторых квадроциклов и прочей лёгкой техники;
• 12 Вольт — все легковые автомобили, большинство мотоциклов и квадроциклов;
• 24 Вольт — тяжёлые дизельные грузовики, спецтехника.

Конечно, существуют и нестандартные аккумуляторы, однако ими комплектуется только техника, изготовленная в единичном экземпляре.

Большинство современных батарей по-прежнему имеет классическую свинцово-кислотную компоновку. Её нельзя назвать наиболее эффективной, однако такая технология позволяет достичь оптимального баланса между характеристиками аккумулятора и его стоимостью.

В последнее время начали набирать популярность гелевые батареи.

Принцип их действия аналогичен, однако такие аккумуляторы содержат очень густой электролит, который не допускает выхода газов наружу — это позволяет улучшить характеристики устройства и сделать его максимально безопасным.

Существуют батареи, созданные с применением никель-металлгидридной технологии и литиевые аккумуляторы (литий-ионные, литий-полимерные, литий-фосфатные) — обычно они предназначаются для гибридных транспортных средств и несовместимы с электросетью обычного автомобиля.

При покупке аккумулятора необходимо обращать внимание на его клеммы, которые различаются по толщине и полярности. В отечественных и европейских автомобилях применяется прямая полярность батарей, что предполагает расположение плюсовой клеммы справа.

Японские и некоторые американские автомобили требуют установки батарей с обратной полярностью — теоретически, можно использовать и другой аккумулятор, но для этого понадобится существенно удлинить провода.

Толщина клемм может соответствовать двум стандартам — наиболее распространён европейский, которому соответствует диаметр 19,5 мм у контакта «+» и 17,9 мм у «-». Альтернативой ему служит азиатский стандарт, у которого диаметр клемм равен 12,7 и 11,1 мм соответственно.

Нельзя забывать о наружных габаритах батареи, например, в лёгких грузовиках могут использоваться 12-вольтовые приспособления с крупным корпусом, которые точно не подойдут для установки на легковушку. Покупателю рекомендуется обращать внимание и на тип крепления аккумулятора, который может быть верхним либо нижним.

Закрепить батарею можно и с помощью самодельного фиксатора, но никто не даст гарантию надёжности электросистемы в этом случае. Чтобы не допустить ошибки при покупке, лучше перепишите всю информацию со старого аккумулятора либо возьмите с собой инструкцию по эксплуатации транспортного средства.

Продавец поможет вам разобраться в условных обозначениях и подберёт подходящую батарею.

Электротехнические параметры

Главной характеристикой любого аккумулятора — в том числе и не автомобильного, является его ёмкость, которая измеряется в Ампер-часах (Ач).

Подбор оптимальной батареи в этом случае осуществляется по рекомендациям производителя — в инструкции по эксплуатации транспорта должна указываться минимально допустимая ёмкость для гарантированного запуска мотора.

Специалисты дают следующие рекомендации по выбору аккумуляторов:

• До 40 Ач — малолитражные легковые авто, использующиеся в тёплом климате;
• До 60 Ач — бензиновые авто в умеренном климате;
• До 80 Ач — бензиновые и некоторые дизельные авто в холодном климате;
• До 100 Ач — любые бензиновые и дизельные легковые машины;
• Свыше 100 Ач — коммерческая и специальная техника.

Покупать батарею чрезмерно большой ёмкости не рекомендуется, поскольку генератор не будет успевать подзаряжать её и со временем произойдёт накопление серы в ячейках. В условиях суровой зимы неполная зарядка мощного аккумулятора способна уменьшить срок его службы почти вдвое.

Перед покупкой следует внимательно изучить характеристики аккумулятора

Очень большое значение имеет ток холодной прокрутки — он показывает, какой будет отдача аккумулятора при попытке завести автомобиль после ночи, проведённой под открытым небом на морозе. Существует два стандарта измерения этого показателя, которые отличаются базовыми условиями — DIN и EN.

Продавцы иногда идут на махинации, пытаясь выдать ток по EN за DIN и привлечь клиента завышенными характеристиками аккумулятора — чтобы избежать этого, нужно самостоятельно взглянуть на изделие и найти соответствующие буквы после обозначения тока холодной прокрутки.

Нормальным значением согласно DIN является ток выше 250 А, в соответствии с EN — 420 А и выше.

Рассматривая характеристики автомобильного аккумулятора, обязательно обратите внимание на резервную ёмкость такого компонента. В отличие от основного параметра, она измеряется не в Ампер-часах, а минутах, в течение которых батарея сможет работать без подзарядки с нагрузкой в 25 А.

Такой стандарт измерения соответствует ситуации, в которой генератор выходит из строя холодной зимней ночью. Показатель позволяет узнать, хватит ли заряда, чтобы доехать домой либо до СТО с включёнными фарами, обогревом салона и всеми электронными системами.

Резервная ёмкость батареи должна превышать 40 минут — оптимальным вариантом считаются модели с показателем, составляющим 60–120 минут непрерывной автономной работы автомобиля.

Технологии

Наибольшее распространение на территории России получили обслуживаемые аккумуляторы, которые требуют регулярного долива дистиллированной воды для поддержания свойств электролита. Главное преимущество подобной технологии — невысокая себестоимость изделия, а также его превосходная надёжность.

Обслуживаемый аккумулятор не боится глубокого разряда и может быть восстановлен после длительного хранения автомобиля под открытым небом на морозе. Очень популярная модификация таких батарей — малообслуживаемые устройства, которые требуют восполнения запаса дистиллированной воды примерно один раз в год против 2–3 раз у обычных обслуживаемых аккумуляторов.

Такие приспособления имеют увеличенный срок эксплуатации и большую морозостойкость.

Однако в последнее время на российский рынок вышли необслуживаемые батареи, которые вовсе не требуют долива электролита и могут работать без вмешательства человека в течение всего срока годности. Жидкость в их банках может быть впитана в специальный стекловолоконный наполнитель, который препятствует её испарению.

Кроме того, недавно были разработаны и гелевые аккумуляторы, технические характеристики которых также позволяют называть их необслуживаемыми. Благодаря добавлению кремния в электролит, он превращается в густой гель, не испаряющийся и не меняющий своего объёма даже под воздействием сильного нагрева.

Гелевые аккумуляторы считаются наиболее безопасными — благодаря полному отсутствию газообразования их можно хранить даже в жилых помещениях.

Поскольку свинец достаточно плохо переносит длительное пребывание в агрессивной среде, которую представляет собой электролит на базе серной кислоты, его необходимо легировать для получения требуемых параметров надёжности.

Чаще всего используется сурьма, которая делает батарею намного более устойчивой к таким воздействиям, как нагрев и переохлаждение. Однако аккумуляторы с большим количеством сурьмы имеют достаточно серьёзный недостаток, который представлен закипанием электролита при значительных отклонениях электротехнических параметров от нормы.

Чтобы устранить этот недостаток, были разработаны батареи с другими легирующими веществами — наибольшую популярность получил кальций.

Кальциевые батареи очень надёжны и долговечны, а также практически не подвержены разрушению при воздействии на них ударных нагрузок и вибраций. Образующийся при контакте с серной кислотой сульфат кальция покрывает свинцовые пластины аккумулятора, защищая их от коррозии и чрезмерного перегрева при перезарядке.

Как результат, устройства кальциевого типа выдерживают скачки напряжения в пределах 25% без существенных повреждений. Казалось бы, кальциевые батареи, эффективные и недорогие в производстве, должны полностью вытеснить с рынка устройства другого типа.

Однако стоит обратить внимание на значительные недостатки таких аккумуляторов:

• Потеря половины ёмкости при первом глубоком разряде без возможности её последующего восстановления;
• После потери 70% ёмкости существует вероятность полного выхода из строя батареи — это может произойти, если автомобиль долгое время будет стоять с включённым электрооборудованием;
• Кальциевые устройства запрещается использовать в автомобилях с неисправным электрооборудованием — это гарантированно нарушает их нормальную работу;
• При температуре ниже -30 градусов хранить кальциевый аккумулятор лучше в тёплом помещении — иначе гарантию его исправности получить не удастся;
• Для перезарядки такого приспособления потребуется дорогостоящее зарядное устройство с электронным управлением.

Чтобы избавиться от недостатков кальциевых и сурьмянистых аккумуляторов, многие крупные компании начали выпуск гибридных батарей, в которых используется оба легирующих элемента. Они имеют умеренную надёжность и ёмкость, но не повреждаются при глубоком разряде и не требуют соблюдения столь же строгих правил.

Существуют и альтернативные гибридные батареи, в которых вторым легирующим элементом кроме кальция является серебро. Такие устройства очень надёжны и долговечны, а также невосприимчивы к быстрому глубокому разряду, но по понятным причинам дороги.

Выпускаются и малосурьмянистые аккумуляторы, в которых содержание легирующего элемента не превышает 3% — они невосприимчивы к нагреву и глубокому разряду, но имеют ограниченный срок пригодности.

Дополнительная информация

Обслуживаемые аккумуляторы позволяют контролировать уровень электролита без малейших проблем — достаточно открутить пробку одной банки, чтобы увидеть, требуется ли долив дистиллированной воды.

Однако малообслуживаемые и необслуживаемые устройства такой возможности не предоставляют — без помощи специалиста получить доступ к внутренним компонентам таких батарей не удастся. Контроль плотности электролита осуществляется в них с помощью специального индикатора, называемого «магическим глазком».

В зависимости от степени износа батареи он меняет свой цвет с зелёного на красный, сигнализируя о необходимости обслуживания либо замены источника питания. В моделях с белыми стенками уровень электролита удаётся замерить, посветив на них фонариком.

Многие современные аккумуляторы оснащены полиэтиленовым пористым сепаратором, который устанавливается внутри их корпуса — такое приспособление предотвращает замыкание пластин между собой и существенно повышает срок эксплуатации устройства.

Сепаратор улучшает характеристики источника питания, предотвращая его разрушение при длительном воздействии вибраций или сильных ударов. Ещё одним защитным компонентом для батареи является отсекатель пламени, который предотвращает возгорание и взрыв при попадании на корпус искры.

Он применяется в качественных устройствах обслуживаемой и малообслуживаемой компоновки, повышая уровень защиты автомобиля.

При сильном нагреве батареи серная кислота, содержащаяся в электролите, способна испаряться, образуя едкий аэрозоль. Его появление представляет собой угрозу для безопасности транспорта, а также снижает остаточный срок эксплуатации приспособления.

Чтобы устранить эти проблемы, аэрозоль необходимо улавливать и осаждать обратно в резервуары.

Для этого применяют крышки аккумуляторов с лабиринтной формой — она позволяет осаждать электролит в форме конденсата, стекающего в банки через специальные каналы.

Аккумуляторы могут комплектоваться защитными крышками и колпачками, которые предотвращают случайный контакт клемм с металлическими деталями автомобиля или проводами — с их помощью удаётся избежать появления серьёзных неполадок электросистемы.

Некоторые модели нестандартных размеров, например, азиатские батареи либо изделия для специальной техники, могут комплектоваться набором переходников. В них часто включены накладки, обеспечивающие фиксацию широких клемм на тонких стержнях, а также провода увеличенной длины для быстрой смены полярности.

Читайте также: Обзор моторного масла марки toyota motor oil 5w-30 sn: фото и видео

Среди особенностей батарей нужно назвать и наличие ручки для переноски — она выручает автомобилистов, которым приходится поднимать источник питания на высокий этаж многоквартирного дома для его прогрева.

Оптимальный выбор

При подборе аккумуляторной батареи обязательно обратите внимание на её совместимость с вашим автомобилем — достаточно перепутать напряжение или полярность, чтобы устройство не подошло для транспортного средства.

Оцените объём двигателя и климатические условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль — от этих параметров зависит ёмкость и сила тока холодной прокрутки. Только после определения этих характеристик приступайте к выбору аккумулятора по технологии его изготовления.

Если автомобиль будет использоваться в тёплом климате, стоит отдать предпочтение кальциевой модели, а в холодном — гибридной либо малосурьмянистой. Не забывайте проверять, соответствует ли выбранная вами батарея стандартам надёжности и безопасности.

Виды аккумуляторов

Ученые многих стран мира постоянно разрабатывают новые типы аккумуляторов и занимаются усовершенствованием существующих видов, которые наиболее отвечаю все возрастающим требованиям потребителей и условиям их применения.

Все разновидности аккумуляторов имеют свои положительные и отрицательные характеристики, но до настоящего времени идеальной батареи изобрести пока не удалось.Поэтому в каждом конкретном устройстве используются АКБ с оптимальными характеристиками.

Рассмотрим основные виды аккумуляторов, маркировку, условные обозначения и типы клемм. У аккумуляторов, изготовленных по различным стандартам, конструктивное устройство клемм отличаются.По европейскому стандарту одним из наиболее распространённых является конус «А». Отрицательный токовывод имеет диаметр 17,9 мм, а положительный — 19,5 мм.

Европейский тип клемм «Е» (винтовые).

АКБ, выпускаемые в странах азиатского региона, имеют тип клемм конус «В». Отрицательный токовывод имеет диаметр 11,1 мм, а положительный ─ 12,7 мм.

Сурьмянистые

Сурьмянистые аккумуляторы относятся к классическим, но также и устаревшим типам АКБ по причине повышенного состава сурьмы (более 5%).
Свинец в чистом виде не используется при изготовлении аккумуляторных батарей, поэтому в пластины для повышения прочности добавляется сурьма. Такая добавка позволяет ускорить процесс электролиза.

На современном этапе для автомобилей применяются различные типы аккумуляторов, имеющие низкое содержание сурьмы или не имеющие её вовсе. От сурьмянистых аккумуляторов однако не отказались совсем.

Их применение осуществляется там, где работает квалифицированный персонал. К достоинствам сурьмяных батарей необходимо отнести невысокую стоимость, доступность в обслуживании.

Однако этих достоинств уже оказывается недостаточно, чтобы сохранять лидерство на рынке автомобильных батарей.

Малосурьмянистые

Материалом для пластин является свинец с небольшой примесью сурьмы. Такие батареи универсальны и довольно широко представлены на российском потребительском рынке.
При разработке этого вида батарей ставилась задача — максимальное снижение процесса выкипания электролита. Немаловажный фактор малосурьмянистых АКБ — степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.

Малосурьмянистым батареям также необходимо обслуживание, хоть и с довольно меньшей периодичностью, чем сурьмянистым. Небольшое испарение воды все же происходит, поэтому иногда требуется производить контроль соответствия уровня и плотности, добавляя дистиллированную воду.

В силу этих обстоятельств малосурьмянистые АКБ можно назвать малообслуживаемыми. Преимущества: малый уровень саморазряд при хранении, невысокая цена, устойчивость к нестабильности параметров бортовой сети автомобиля, высокой срок эксплуатации. Данный тип АКБ в силу своих преимуществ чаще всего применяются на отечественных автомобилях, которые страдают нестабильностью бортовой сети.

Кальциевые

При производстве кальциевых батарей свинцовые пластины легированы 0,07-0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды (отрицательный или положительный). Виды аккумуляторных батареи такого типа маркируются «Са/Са», что обозначает наличие кальция в составе пластин обоих полюсов.

Кальций существенно снижает испарение воды из электролита, в связи с чем отпадает необходимость контроля соответствия уровня и плотности практически отпадает. За счет введения кальция батареи приобретают высокую виброустойчивость и повышается их коррозоустойчивость.

Положительный эффект достигается введением в материал пластин небольшого количества серебра. Это повышает КПД и энергоёмкость батареи.

Для кальциевых АКБ противопоказаны глубокие разряды. Настоятельно рекомендуется не разряжать Сa/Сa ниже границы в 70%.

Кальциевые батареи теряют около 50% своей энергоёмкости даже после одного полного разряда (уровень ниже 10в).

Данный тип АКБ рекомендуется тем, кто часто ездит на значительные расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды (ввиду длительности поездки).

Если вы планируете приобрести для своего автомобиля кальциевую батарею, то необходимо быть уверенным в исправности электроприборов и стабильности напряжения в бортовой сети автомобиля.

Немаловажный минус данного типа аккумуляторов — более высокая стоимость в сравнении с сурьмянистыми АКБ.

Однако данный недостаток нивелируется высокой степенью надежности и отличным качеством, а также отсутствием периодического контроля электролита.

Подробней о кальциевых аккумуляторах Вы можете почитать здесь.

Гибридные

Гибридные аккумуляторы повсеместно вытесняют кальциевые. Конструктивные отличия состоят в том, что при их производстве объединили две технологии: одна, когда пластины формируется из сплава свинца и сурьмы (положительные электроды), другая же – из сплава свинца и кальция (отрицательные электроды). В результате это дало неоспоримое преимущество в сравнении с кальциевыми батареями.

Для гибридной батареи глубокий разряд перестал быть гибельным. Для тех автовладельцев, которые пользуются автомобилем круглогодично, это теперь позволяет значительно увеличить период службы АКБ. В связи с тем, что практически перестал выкипать электролит, такой тип батареи стал считаться полностью необслуживаемым.

Ключевая особенность гибридных аккумуляторов — лучшая виброустойчивость, которую высоко ценят водители. Такой результат достигнут благодаря толстым литым пластинам, применение которых позволило повысить срок эксплуатации до семи лет.

Ошибочно считать, что гибридные аккумуляторы являются лучшими и их следует применять без учета особенностей каждого автомобиля. К тому же гибридные АКБ до сих пор имеют довольно высокую цену.

По гибридной технологии изготавливает автомобильные аккумуляторы кампания A-Mega: Premium, Ultra+, Special. В результате автомобилисты получили батареи с разработками, которые применяются в АКБ более высокой ценовой категории.

Маркируются данные аккумуляторы обозначением Са+ или Ca/Sb. Подробнее о гибридных аккумуляторах.

Гелевые

В начале 21-го века на автомобильном рынке появился новый тип АКБ – гелевые автомобильные аккумуляторы. Отличительная особенность гелевых аккумуляторов — применение гелеобразного (киселеобразного) электролита. Данная технология позволила снизить текучесть электролита, в котором содержится агрессивная серная кислота.

В случае небрежного обращения с аккумулятором возможны повреждения кожи от контакта с электролитом. Чтобы электролит приобрел гелеобразное состояние в него добавляют кремний. К преимуществам гелевых АКБ можно отнести низкую скорость саморазряда. Гелевые батареи относятся к необслуживаемым.

Какие же недостатки имеют гелевые батареи?

• При заряде АКБ напряжение более 14в приводит к вспучиванию оболочки.
• Применение данного типа АКБ для автомобилей не рекомендуется, как и то, что для зарядки необходимы специальные ЗУ, имеющие функцию заряда в щадящем режиме.
• Гелевые батареи не переносят низких температур из-за загустевания электролита и снижения ёмкости аккумулятора.

К сожалению, не смотря на все достоинства, гелевые батареи не являются «вечными», наполненные гелеобразным электролитом они могут беспроблемно работать от восьми до десяти лет, а при правильной эксплуатации и соответствующем обслуживании – и до двенадцати. На гелевые аккумуляторы наносится специальный знак, с включением в него аббревиатуры «GEL».

EFB

EFB — «улучшенная жидкозаполненная батарея». Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, в следствии чего увеличивается их ёмкость. Каждая пластина запечатана в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
Преимущества аккумуляторов EFB:

• работают при температуре от -50 до +60°С;
• стойко выдерживают глубокий разряд;
• минимальное испарение электролита;
• способны выдерживать большое количество циклов заряда-разряда.

АКБ по технологии EFB довольно безопасны и требуют минимального обслуживания. Их можно заряжать в домашних условиях, поскольку электролит не испаряется. Из недостатков можно отметить меньшую отдаваемую мощность, чем у AGM изделий.

Подробней о аккумуляторе АКОМ + EFB.

AGM

Отличительной особенностью данного типа аккумуляторных батарей является то, что в электролит между пластинами с помощью специальной технологии монтируются стекловолоконные микропористые прокладки.

Предназначение таких прокладок – удержание геля и защита электродов от осыпания. В принципе, основные характеристики батареи GEL и AGM отличаются незначительно. Батареи AGM имеют меньшую стоимость; у них ниже чувствительность к подаваемому напряжению при зарядке, КЗ и температуре окружающей среды. Устойчивы к вибрации и тряске. Они также как и GEL АКБ, практически не требуют обслуживания.

К недостаткам относят меньшее число циклов заряда-разряда (примерно в два раза). Они более чувствительны к глубокому разряду, имеют более быстрый саморазряд. При зарядке необходимо специальное ЗУ. Обычное зачастую не подходит.

Отличительной особенностью при обслуживании является необходимость внимательно изучать инструкции перед использованием по предназначению. AGM АКБ чаще применяются в условиях, когда необходим большой период циклов заряда и разряда.

При маркировке аккумуляторов данного типа используют аббревиатуру «AGM».

Щелочные

Исторически щелочные источники энергии появились позже кислотных аккумуляторов, вследствие этого некоторые недостатки, свойственные кислотным, не присутствуют у щелочных аккумуляторов.

Более того, щелочные АКБ имеют преимущества над кислотными: они переносят перегрузки и короткие замыкания, хорошо работают при различных температурах и т.д.

Во всех ЩА (почему они и называются щелочными) применяется растворенная в воде щёлочь.

Что же касается состава химически активной массы пластин, то он может быть различным. При их производстве применяют никель, кадмий, цинк, серебро или др. материалы. От вида использования соответствующих химических элементов в отрицательных пластинах (электродах) щелочные аккумуляторы подразделяются на: цинково-никелевые, кадмиево-никелевые, железо-никелевые, серебряно-цинковые и т.д.

В аккумуляторах щелочного типа количество пластин в положительных и отрицательных электродах не одинаково. В никель-кадмиевом аккумуляторе количество положительных пластин на одну больше количества отрицательных пластин. В щелочных аккумуляторах с никель-железными пластинами больше на одну отрицательную.

По конструкции электродов (пластин) кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы разделяются на ламельные и безламельные, по способу исполнения — на герметичные и негерметичные.

Наиболее широкое распространение получили ламельные щелочные кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы, и те и другие схожи как по устройству, так и по действию.

Например, сосуды этих аккумуляторов производятся из никелированного железа при помощи сварки, состав активной массы плюсовых пластин и электролит одинаков. У железо-никелевых и кадмиево-никелевых различаются только отрицательные пластины, но не по устройству, а по составу активной массы. В процессе зарядки и разрядки плотность электролита не изменяется.

Активная масса щелочной батареи заключена в стальные перфорированные пакеты, или ламели, а ламели впрессованы в стальные стойки (рамку) пластин. Для лучшего контакта и электропроводности между активной массой и никелированной основой пластин в активную массу добавляют чешуйки графита или лепестки Никеля.

Номинальное напряжение одного аккумулятора составляет 1,25в. Большинство потребителей работают на напряжении 14-15в., поэтому аккумуляторы представляют из себя сборку. Характерная особенность щелочных АКБ – они не требуют разборки. При грамотной эксплуатации и уходе батареи могут использоваться до 10 лет.

Литий-ионные

Химическое внедрение сторонних атомов и молекул («гостей») в кристаллическую решетку основного материала («хозяина») известно с начала XX века.

Читайте также: Tesla model 3 оставила далеко позади конкурентов на европейском рынке

Название процесса — «внедрение» перевели на латынь и начали говорить не о внедрении-извлечении, а об интеркалации-деинтеркалации (от латинского iniercalarius, другое написание iniercalatus — вставной, добавочный).

Осуществлённое во второй половине XX века обратимое проведение этого процесса электрохимическим способом в неводных средах создало экспериментальную основу для разработки нового поколения вторичных источников тока.

Первоначальное название такого аккумулятора — «кресло-качалка» (rocking chair), которое затем устойчиво сменилось на литий-ионный аккумулятор (далее Li-ion).
Впервые коммерциализировала это изделие японская фирма Sony в начале 90-х годов XX века.

Новое поколение АКБ стремительно вошло в нашу жизнь и уверенно завоёвывает позиции во всех автономных изделиях, требующих независимого питания электрической энергией. На рынке Li-ion имеют два основных конкурента, Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-MH (никель-металлгидридные) аккумуляторы.

Основа коммерческого успеха Li-ion АКБ лежит в том, что он появился в нужное время и в нужном месте.

В качестве анодного материала используется широкий круг углеродов, который можно разделить на две группы — углероды с неупорядоченной структурой, так называемые жесткие углероды, и обладающие упорядоченной структурой графиты.

Современными катодными материалами являются литий металл оксиды. К ним относится главным образом литий кобальт диоксид (LiCo02), представляющий собой твердофазное соединение оксидов лития и кобальта. Этот оксид удовлетворяет всем техническим требованиям, но имеет высокую цену, а также токсичен.

Это побуждает заменить, хотя бы частично, кобальт на никель, а также на другие металлы, в частности на марганец. В Li-ion используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития типа LiPF6 в смеси эфиров угольной кислоты (карбонатов), например, ЭК и ДМК.

Отличительной особенностью литиевых первичных источников тока является длительная сохранность. Диапазон рабочих температур (-20… + 60 °С)

Первичные литиевые источники тока имеют более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с традиционными водными элементами.

Это обусловлено использованием для изготовления электролитов неводных растворителей с существенно более низкой температурой замерзания и более высокой температурой кипения по сравнению с водой.

Однако электропроводность этих электролитов заметно снижается с понижением температуры. Для слаботочных первичных литиевых источников тока это обстоятельство не является критичным.

У Li-ion температурная зависимость электропроводности имеет место не только в электролите, но и в матрицах электродов.

Наложение этих явлений приводит к тому обстоятельству, что преимущества неводных электролитов, имеющие место для первичных литиевых элементов, не проявляются в Li-ion батареях.

Герметичное исполнение и автоматический контроль состояния аккумулятора обеспечивают его долгую эксплуатацию. Полное отсутствие эффектов памяти и прочих недостатков делает Li-ion АКБ весьма комфортным в использовании.

Виды аккумуляторов Ссылка на основную публикацию

Какие бывают аккумуляторы для автомобиля и какой лучше выбрать и не прогадать

Через 3-4 года ежедневной эксплуатации автомобиля практически каждый автолюбитель сталкивается с необходимостью замены аккумулятора. Ситуация обостряется глубокой осенью – во время наступления первых холодов. Ведь теплым летом даже подсевшая батарея способна прокручивать легковращающийся вал стартера.

А что со старой?

Перед тем, как рассматривать новые аккумуляторы для автомобиля и какой лучше выбрать, следует разобраться со старой батареей. Возможно, пришло время, через которое необходимо менять старый источник энергии на новый. А возможно, случилось следующее:

• изделие просто разрядилось (напряжение заряженной батареи – 12,6-12,7 В) и его следует зарядить специальным устройством;
• понизилась плотность электролита: необходимо замерить ареометром – должна быть не менее 1,25-1,27 г/см3;
• произошла сульфатация пластин (пластины покрываются большим слоем сульфата свинца и перестают пропускать ток) – можно вылечить с помощью специального зарядного устройства с режимом десульфатации;
• упал уровень электролита в банке – необходимо долить дистиллированной воды.

Также следует проверить, исправен ли генератор автомобиля. Для этого необходимо измерить напряжение на клеммах АКБ при работающем двигателе – оно должно быть в пределах 13,8-14,5 В. Не лишним будет проверить, есть ли утечки тока на какие-либо источники при стоянке авто, исправен ли стартер и не окислены ли клеммы силовой проводки.

Классифицируем аккумуляторы для автомобиля и выясняем какой лучше выбрать в определенных условиях

Неопытный автолюбитель легко может запутаться в ассортименте современных аккумуляторных батарей. Значительно облегчить ситуацию можно классифицировав многообразие источников электроэнергии на три вида:

1. Традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом.
2. EFB (Enhanced Flooded Battery).
3. AGM (Absorbed Glass Material).

Традиционные «жидкие» батареи состоят из шести банок, в которых находятся свинцовые пластины и жидкий электролит. Дабы свинец не осыпался с пластин, их дополнительно упрочняют. В зависимости от упрочняющего материала источники энергии данного класса принято делить на несколько подвидов:

• малосурьмянистые (свинцово-сурмяные электроды);
• кальциевые (свинцово-кальциевые электроды);
• гибридные (электроды «+» – свинцово-сурмяные, «-» – свинцово-кальциевые).

Малосурьмянистые источники тока

Решая вопрос, как выбрать АКБ для автомобиля, следует иметь в виду, что малосурьмянистые батареи имеют маркировку Sb на этикетке. Данные изделия отлично противостоят глубоким разрядам.

Модели принадлежат к классу обслуживаемых, поскольку имеют съемные крышки для доступа к банкам с электролитом.

Вместе с тем, малосурьмянистые экземпляры требуют частого обслуживания и обладают такими недостатками:

• интенсивное испарение электролита;
• низкая устойчивость к саморазрядам;
• малый пусковой ток;
• малая емкость.

Кальциевые источники энергии

Кальциевые батареи относятся к классу необслуживаемых, поскольку в их конструкции не предусмотрен доступ к емкостям с электролитом.

Крышки таких моделей наоборот имеют специальные лабиринтные каналы для сбора конденсата электролита.

Это отнюдь не является минусом изделия, поскольку аккумуляторы данного вида склонны к минимальному испарению токопроводящей жидкости. К числу положительных характеристик кальциевых АКБ следует причислить:

• большую емкость;
• высокие пусковые токи;
• добавление серебра в структуру электродов;
• малый саморазряд при хранении.

Не лишены изделия данного класса и минусов. В частности они не переносят глубокие разряды. А 3-4 разряда приводят к потере емкости аккумулятора на 80 %. Не порадует автовладельцев KIA Rio и цена на батареи типа Ca/Ca.

Гибридные батареи

Изделия, таящие в маркировке словосочетание типа «Hybrid battery» или надпись в виде Sb/Ca, относятся к классу гибридных, имеющих усредненные электротехнические характеристики.

Батареи малообслуживаемы и устойчивы к глубоким разрядам.

Останавливаясь на выборе традиционных аккумуляторов для автомобиля и выясняя какой лучше из них выбрать специалисты рекомендуют отдать предпочтение именно гибридным источникам.

Батареи AGM

В изделиях типа Absorbed Glass Material электролит удерживается в микропористом стекловолокнистом материале, уложенном между пластинами. Свободный объем микропор служит для процесса замкнутой рекомбинации газов, благодаря которому водород и кислород удерживаются внутри конструкции.

На таких моделях нередко можно заметить надпись Start-Stop. И не зря, ведь семейство AGM аккумуляторов часто встречается на автомобилях Jaguar F-Pace с системой Старт-Стоп и рекуперативным торможением. В наборе достоинств:

• высокий пусковой ток;
• устойчивость к глубоким циклическим разрядам;
• долговечность;
• возможность работать в любом положении.

EFB батареи

Enhanced Flooded Battery – модели с технологией влажного электрода. Электроды здесь покрыты пленкой из специального микроволокна. Это препятствует возможности осыпания материала с пластин, что, как и в случае с AGM, позволяет выдерживать глубокие циклические разряды. В отличие от Absorbed Glass Material, электролит здесь жидкий.

Следует отметить, что батареи типа AGM и EFB в ближайшем будущем вытеснят традиционные изделия с жидким «электролитом». Пока ограничивающий фактор – слишком высокая цена на модели прогрессивного класса: они в 2-2,5 раза выше стоимости «традиционок».

Кому отдать предпочтение: как выбрать современную АКБ для автомобиля своими силами

Размер

Автопроизводитель выделил специальное место батарее – будь-то в моторном отсеке или в багажнике. Размеры ниши жестко фиксированы, значит и с габаритами «коробки» прогадать нельзя. У большинства европейских автомобилей искомый габаритный размер – 242х175х190 мм.

Конфигурация клемм

На большинстве европейских автомобилей клеммы стандартизированы и легко умещаются в специально отведенных выемках на батарее. Этого нельзя сказать про другие авто, например азиатские. Клеммы последних часто не умещаются в отлитом квадрате «коробки-европейки», а вот азиатский типоразмер им кстати.

Полярность

Перед тем, как выбрать АКБ для своего автомобиля, обязательно необходимо удостоверится в расположении отрицательного и положительного полюсов. Ежели этого не сделать, длины проводов может не хватить для подключения клемм к источнику электроэнергии с иной полярностью.

Страна происхождения

Российские и европейские методики контроля работоспособности электробатарей существенно различаются. Европейские требования значительно жестче, значит и качество гарантируемых характеристик заведомо немного лучше.

Дата производства

Покупать следует тот «коробок», который пролежал на полке магазина не более 6 месяцев.

Номинальная емкость

Регламентируется величиной отдаваемой энергии заряженной АКБ при разряде в течение 20 часов. Емкость фиксируется в Ач. Например, аккумулятор емкостью 60 Ач в течение 20 часов должен выдавать ток 3А.

Отдать предпочтение стоит той величине емкости, которая у старой батареи. Можно даже чуть больше – генератору это не навредит, а вот на морозе лишних сил «коробке» добавит.

Пусковой ток

Номинальное значение пускового тока также можно посмотреть на старой батарее. Чем этот показатель выше, тем легче изделию прикуривать стартер.

Гарантия

С позиции гарантийного обслуживания отдавать предпочтение следует тем устройствам, срок гарантии которых не менее двух лет.

В процессе выбора не стоит забывать о следующих советах:

• если была установлена AGM, то и заменять надо на батарею с адсорбированным электролитом;
• выбрав определенную модель, следует попросить продавца проверить ее нагрузочной вилкой: напряжение не опускается ниже 9 В и со временем начинает расти – такое изделие можно смело брать;
• купив изделие, стоит обязательно его полностью зарядить.

Бренды-бренды: какой фирмы выбрать современный аккумулятор для автомобиля из многообразия производителей

Отечественному автомобилисту предоставлена возможность выбирать продукцию среди большого количества моделей из стран СНГ, Европы и Азии. Огромная численность моделей, львиный разрыв в ценовом соотношении – тут способен запутаться даже опытный автолюбитель.

Анализируя тематику, какой фирмы выбрать аккумулятор для автомобиля, уместным будет обратиться к рейтингу АКБ. Здесь специалисты рекомендуют не отдавать предпочтение новичкам и аутсайдерам. В целом же ситуация с брендами выглядит следующим образом:

• фаворитом рынка считаются модели немецкого происхождения – компании Bosch. Они надежны при любой температуре, качественны и долговечны;
• качественный аналог моделям Bosch – изделия концерна Varta. Этим изделиям не раз присваивались награды в виде лучшего соотношения цены и качества;
• фору лидерам-иностранцам способны дать батареи Тюменского аккумуляторного завода. Tyumen Battery обладают отличными электротехническими характеристиками, обслуживаемы и имеют вполне демократичный ценник;
• крепкими середнячками считаются батареи от компаний Зверь, Topla, Exide, Medalist, АКОМ, Mutlu.

Технологии AGM и EFB по силам фаворитам рынка – Bosch и Varta. Неплохие AGM делают Banner и Exide.

Короткий лайфхак по выбору источников электроэнергии для авто

• Будущее за батареями AGM и EFB. Среди традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов предпочтение следует отдавать гибридным моделям.
• При выборе АКБ следует обращать внимание на размеры, конфигурацию клемм, полярность, дату производства, емкость, пусковой ток, гарантию.
• Выбранную батарею необходимо обязательно проверить нагрузочной вилкой: напряжение не менее 9 В после 5-10 секунд, можно смело брать.
• Фавориты рынка Bosch, Varta и Tyumen Battery.

Читайте также: Nissan magnite 2021 – новый бюджетный кроссовер за $7000

Какой аккумулятор лучше для автомобиля?

Традиционный вопрос: «Какой аккумулятор лучше?» – рано или поздно задает себе каждый автомобилист. Но вот слово “лучше” каждый понимает по своему: опытные водители хотят понять, действительно ли они приобретут АКБ с нужными им характеристиками за справедливую цену, а новички, как правило, хотят купить товар сразу “лучший во всех отношениях”.

Популярность темы оправдана, ведь даже очень далёкие от техники водители, знающие названия всего двух-трёх автомобильных компонентов (шины, дворники, домкрат) понимают, что аккумуляторная батарея может выручить, а может и подвести в неподходящий момент.

Понимание основ устройства автомобильного аккумулятора, знание его основных характеристик, особенностей обслуживания и репутации производителей помогут с правильным выбором этой важной составляющей транспортного средства.

Устройство и принцип работы аккумулятора

В основе физического (точнее физико-химического) принципа работы автомобильного аккумулятора лежит явление, известное более 200 лет: между пластинами разных металлов, помещённых в кислую среду (электролит) возникает разность потенциалов. При подключении к этим пластинам (электродам) внешнего потребителя электричества в образовавшейся цепи протекает ток, а в жидкой среде – химическая реакция.

Схематично это выглядит следующим образом:

1. Положительная пластина аккумулятора (катод) соединяется с отрицательной (анод) через нагрузку (лампочка).
2. Частицы, заряженные отрицательно, от анода перемещаются к катоду, а по проводам через нагрузку протекает электрический ток.
3. При этом у анода протекают окислительные реакции, а у катода восстановительные.

Описанный процесс – обратимый: при подключении к электродам внешнего источника питания процесс протекает в обратном порядке.

Здесь необходимо оговориться во избежание терминологической путаницы: понятия катод и анод имеют смысл только при протекании тока в определённом направлении (процесс разряда или заряда).

Устройство типичного автомобильного аккумулятора приведено на следующем рисунке:

Материалы основных элементов такого типа аккумуляторов:

• свинец для пластин отрицательной полярности;
• диоксид (разновидность окисла) свинца – материал пластин положительной полярности;
• рабочая жидкость (электролит) – водный раствор серной кислоты.

В процессе разряда происходит электрохимическая реакция, при которой материал пластин положительного электрода (свинец) вступает во взаимодействие с электролитом (раствор соляной кислоты) с образованием сульфата свинца и воды. На отрицательных пластинах также происходит образование сульфата свинца. При заряде батареи процесс протекает в обратном направлении.

Конечно, обратный процесс (заряда) происходит с некоторыми потерями: часть сульфатного покрытия со временем неизбежно кристаллизуется в нерастворимую субстанцию, которая снижает рабочую площадь, а значит и эффективность работы пластин. Это хорошо известный на практике процесс сульфатации. Ускорение процесса сульфатации и последующего разрушения пластин возможно, если после глубокого разряда аккумулятор длительное время не заряжается.

Корпус автомобильного аккумулятора выполнен из термопрочного и устойчивого к кислоте пластика и содержит шесть последовательно соединённых блоков (их ещё называют банками). В каждой банке расположены блоки свинцовых пластин отрицательной и положительной полярности, разделённых специальными перегородками – сепараторами.

Виды и типы автомобильных аккумуляторов

Традиционная аккумуляторная батарея со свинцовыми пластинами и раствором серной кислоты в качестве электролита относится к классу свинцово-кислотных или WET («мокрых» в зарубежной терминологии) аккумуляторов. В автомобилях такой тип аккумуляторов используется давно и пережил уже несколько этапов эволюции, связанных с трудоёмкостью технического обслуживания.

Дело в том, что в процессе циклов заряда и разряда происходит образование дополнительного количества воды, которая испаряясь, меняет плотность электролита. Кроме того химическая реакция в электролите сопровождается не только образованием сульфата свинца и воды, но и выделением газов (водорода и кислорода) и образованием паров самого электролита.

Испарение части электролита не только меняет плотность, но и оголяет верхнюю часть пластин, ухудшая эффективность работы аккумулятора и его долговечность. Вот почему ещё в недалёком прошлом свинцово-кислотные аккумуляторы помимо контроля над уровнем заряда требовали постоянной проверки плотности и уровня электролита, а периодическое обслуживание являлось неотъемлемой частью эксплуатации.

Помимо сульфатации и испарения электролита у аккумуляторов этого типа материал пластин взаимодействует с водой, образуя окислы свинца – источники коррозии и постепенного разрушения пластин.

Совершенствование аккумуляторов предусматривало в первую очередь снижение отрицательного эффекта от этих трёх факторов, а основные пути решения проблем – в применении новых материалов.

Так, использование сурьмы для увеличения долговечности пластин было известно давно. Современные технологии позволили уменьшить процентное содержание этого элемента и за счёт этого добиться заметного снижения интенсивности «кипения». Время на обслуживание батарей значительно сокращается, и их уже называют малообслуживаемыми.

Следующий шаг к совершенствованию автомобильных аккумуляторов – использование в свинцовом сплаве кальция – позволил еще больше снизить интенсивность газообразования и повысить напряжение саморазряда.

Теперь аккумуляторы можно было дольше хранить в разряженном состоянии, а процесс выкипания электролита стал играть настолько несущественную роль, что аккумуляторы перешли в класс необслуживаемые (хотя это не совсем так: зарядка АКБ – это одна из операций обслуживания).

Промежуточное положение между малосурьмянистыми и кальциевыми аккумуляторами занимают гибридные АКБ.

В них пластины положительных электродов выполняют с малым содержанием сурьмы, а отрицательные содержат кальций.

Такое решение позволяет сочетать в какой-то степени достоинства обоих вариантов, но, увы, и недостатки тоже. Дело в том, что «кальциевые» аккумуляторы как раз чувствительны к перепадам бортовой сети.

Следующими важными шагами в совершенствовании автомобильных аккумуляторов стали конструкторско-технологические решения, обеспечившие переход электролита из жидкого состояния в гелеобразное. Аккумуляторы, изготовленные по технологии, предусматривающей в качестве электролита гель, а не жидкость стали называть гелевыми.

Применение геля позволило решить сразу несколько задач:

• безопасности – раствор серной кислоты чрезвычайно опасен и для человека и для окружающей среды, а вероятность утечек существует всегда;
• ориентации – гелеобразное состояние позволяет эксплуатировать аккумулятор под любым наклоном линии горизонта – электролит в нём надёжно зафиксирован;
• вибростойкости – гелиевому наполнителю не страшна тряска на ухабах – он закреплён по отношению к электродным пластинам, исключается вероятность оголения части поверхности электрода.

Одной из разновидностей гелевых (хотя по этому поводу идут терминологические споры) стали AGM аккумуляторы (AGM – аббревиатура Absorbent Glass Mat – абсорбирующий стекломатериал), названные так по соответствующей технологии. Особенность AGM в том, что между пластинами находится специальный пористый материал, удерживающий электролит и дополнительно предохраняющий пластины от осыпания.

Основные характеристики автомобильных аккумуляторов

Обычно заводы–изготовители при маркировке продукции и в сопроводительной документации приводят следующий перечень характеристик АКБ:

• Ёмкость номинальная – характеризует ток, который АКБ будет отдавать в течение 20 часов разряда до напряжения не менее 10,5 В при температуре 25 оС. Например, аккумулятор ёмкостью 60 А·ч должен на указанных условиях отдавать ток не менее 3 А. Но зависимость здесь нелинейная: отдавать 60 А в течение часа аккумулятор не сможет;
• Ёмкость резервная – характеризует время разряда полностью заряженной АКБ током 25 А до напряжения не менее 10,5 В при температуре 25 оС. Резервная ёмкость составляет 1,63 от соответствующего показателя номинальной ёмкости, определённого экспериментальным путём;
• Ток холодной прокрутки – разрядный ток, который может выдать АКБ при температуре минус 18 оС в течение 10 секунд и напряжении не менее 7,5 В. Определяется экспериментально и зависит от стандарта проведения измерений;
• Полярность – конструктивное расположение клемм на крышке АКБ. Клеммы расположены ближе или дальше от большей стороны прямоугольника крышки. Если смотреть сверху от ближней стороны и плюсовая клемма расположена слева – полярность прямая;
• Размеры. Необходимо прочно закрепить аккумулятор на штатной площадке, и в этом смысле важна ширина: она не должна превышать ширину площадки (имеющую, как правило, ограничительные буртики). В отношении длины и высоты АКБ почти всегда существует запас по посадочным размерам.

Перечень характеристик АКБ приведенным списком не ограничивается: существуют ещё такие показатели, как внутреннее сопротивление, электродвижущая сила, степень зарядки и другие, но они представляют интерес скорее для специалистов.

Критерии выбора аккумулятора для автомобиля

Автомобильный аккумулятор предназначен не только для запуска двигателя. Он служит также источником питания бортовой электроники и помогает генератору справиться с пиковыми режимами нагрузки. Поэтому выбор АКБ необходимо начинать с проверки соответствия основных характеристик рекомендованным производителем автомобиля.

1. Номинальная ёмкость аккумулятора не должна значительно отличаться от рекомендованной: низкое значение не обеспечит требуемый ток в критической ситуации (отказ генератора, мороз) и потребует более частой зарядки. А за большую ёмкость надо будет переплачивать.

1. Выбор «обслуживаемый» или «необслуживаемый» перед потребителем практически не стоит – АКБ для современных автомобилей выпускаются «необслуживаемыми». Не принципиальное исключение составляют АКБ с малым содержанием сурьмы для автомобилей с нестабильной бортовой сетью.
2. А вот выбор по критерию состояния электролита (WET – свинцово-кислотный, или AGM) достаточно актуален. Требования к качеству и стабильности бортовой сети, особенно для автомобилей иностранных производителей среднего и, тем более, премиум-класса определяют и вид аккумулятора: обеспечение повышенного потребления энергии и способность выдерживать глубокий разряд требуют использования более современных AGM аккумуляторов.
3. Не последнюю роль при выборе играет репутация производителя, хотя подделки на рынке этого товара встречаются редко.
4. Наконец, один из главных критериев – стоимость, зависит как от вида аккумулятора (современные AGM дороже предшественников), так и от производителя.

Рейтинг производителей аккумуляторов для авто

Конкуренция на рынке автомобильных аккумуляторов всегда находилась на высоком уровне, и рейтинги многочисленных брендов публикуются различными изданиями ежегодно.

Для массового потребителя важна в первую очередь оценка по параметрам практического использования и их соотношению с ценой (проще говоря – соотношение цена/качество).

А последние год-два удельный вес цены в этом соотношении вырос.

Большее доверие вызывают рейтинги проверенных временем изданий. В России это, конечно, журнал «За рулём». В 2016 г.

рейтинг аккумуляторных батарей составлялся изданием на основе оценки по результатам испытаний практически важных для потребителя параметров: резервной ёмкости, приведенной энергии пуска (производная тока холодной прокрутки) и способности принимать заряд при постоянном внешнем напряжении.

Оценка проводилась на двух десятках образцов АКБ российских и зарубежных производителей по скоринговому методу (начисление баллов в зависимости от количественного результата испытаний и стоимости образца) и дала следующие результаты:

• в топ 10 вошли четыре российские модели: две тюменские и две иркутские, причем тюменская Premium 6СТ – 64 завоевала первое место;
• традиционно сильные позиции у немецкой VARTA (2 место), турецкой MUTLU (3 место) и южнокорейской Medalist (4 место);
• бренды TAB (Евросоюз, 7 место) и BOSCH (10 место) могли бы показать и лучшие технические результаты, но возможно сказалось длительное хранение образца в магазине. А помимо этого у BOSCH позицию снизила высокая цена.

Ну и напоследок, рекомендуем посмотреть видео с рекомендациями специалистов, какой аккумулятор лучше выбрать для Вашего автомобиля.