Меню

Через аккумулятор в конце зарядки течет ток 4 а при этом напряжение

При зарядке аккумулятора стрелка амперметра не опускается

При зарядке аккумулятора, стрелка амперметра зарядного устройства постепенно опускается в ноль. Однако, это происходит не всегда. Иногда стрелка опускается не до конца, сколько бы вы не держали батарею на зарядке, или не опускается совсем. Давайте разберемся,почему не опускается стрелка при зарядке аккумулятора, и что делать в таких случаях.

Причины

Паниковать не стоит, есть несколько различных причин:

  1. Неправильное подключение батареи к зарядному устройству, или ЗУ к питанию.
  2. Поломка амперметра или самого зарядного устройства.
  3. Слишком сильно разряжена батарея.
  4. Низкий уровень/плотность электролита в одной из «банок».
  5. Старый аккумулятор.
  6. Негодный аккумулятор (разрушены пластины).

Что делать

Понять причину помогут такие действия:

Проверка напряжения зарядного устройства тестером

Проверяете правильность подключения зарядного устройства к питанию и соблюдение полярности клемм устройства и аккумулятора.

Проверка ЗУ

Для проверки выдаваемого зарядкой напряжения, подключают его к батарее и включают. Затем, подключают параллельно вольтметр (мультиметр в режиме измерения постоянного тока). Должны получиться устойчивые (не скачущие) показания 13-14,5 Вольт. Скачущие или отличающиеся от нормы показания считаются неисправностью ЗУ. Если показания ЗУ регулируются, тогда отрегулируйте их до нормального значения.

Чтобы проверить силу тока ЗУ, включают амперметр (мультиметр в режиме амперметра) последовательно в цепь зарядки. Один щуп соединяется с клеммой зарядки, второй с клеммой батареи, соединение аккумулятора с ЗУ происходит через амперметр. Полученные показания сверяют с показаниями амперметра прибора. Несоответствие показаний зарядного прибора и тестера означают поломку ЗУ.

Ищем поломку ЗУ

Чтобы убедиться в неисправности ЗУ, проверяют его таким образом:

  • Отключают аппарат от питания.
  • Выполняют разборку корпуса с помощью отвертки.
  • Визуально осматривают все детали, почерневшие нужно заменить
  • Отпаявшийся контакт, достаточно припаять обратно паяльником.

Кабели проверяют простым «прозвоном», подключив тестер одним щупом к вилке прибора, вторым к концу провода внутри корпуса устройства. Бесконечное сопротивление означает обрыв. Таким же способом прозваниваются второй провод, и провода, идущие от зарядки к батарее.

Предохранитель устройства проверяют визуально, если перегорел, будет заметно. Заменяют сгоревший предохранитель.

Проверка трансформатора выполняется при включенном в сеть и запущенном ЗУ. Снимаются показания с зарядных клемм, они должны быть13- 14,4 Вольт.

Диодный мост тестируется подключением тестера в нужном режиме на выходе. Отсутствие показаний или неправильные показания, признак поломки моста. Монолитный мост заменяют целиком. Иначе, можно прозвонить каждый диод. Тестер переключают в режим сопротивления и прикладывают щупы к выходам диода. Меняют щупы местами. Диод пропускает ток в одном направлении, поэтому одно измерение покажет отсутствие сопротивления, а второе бесконечное сопротивление. При иных показаниях, диод следует перепаять. Так поступают со всеми диодами в мосту.

Заменять предохранитель проволочным «Жучком» не стоит. Это грозит поломкой других узлов, и опасно ля вашей жизни. Разбирают прибор только обесточенным, вилка вынута из розетки. Тестируют включенным, только в собранном виде. Не стоит забывать об опасности поражения током.

Проверка АКБ

Когда происходит зарядка АКБ, не опускается стрелка амперметра, прибор вы уже проверили, остается проверить саму батарею.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой

Проверяете тестером напряжение на клеммах батареи. Лучше использовать нагрузочную вилку, тогда сразу выявляется напряжение под нагрузкой. Исправная и полностью заряженная батарея должна показывать 12,6 -13,2 вольта. Под нагрузкой 3-5 секунд, напряжение не должно проваливаться ниже 9 вольт.

Напряжение ниже 12,6 показывает на низкую зарядку батареи, а вот низкое напряжение под нагрузкой, означает что аккумулятор «сдыхает» или требует повышения плотности электролита.

Не обслуживаемый аккумулятор попробуйте снова зарядить более сильным током до нужного напряжения, если не получается, нужно покупать новый. Сильно разряженной батарее, требуется более сильный ток зарядки, возможно, более мощное зарядное устройство решит проблему.

В обслуживаемом, следует проверить уровень электролита внутри каждой банки и его плотность.

Низкий уровень повышается доливкой дистиллированной воды. Доливая воду из-под крана, вы снижаете плотность электролита. Соли, содержащиеся в такой воде, разлагают кислоту. Доливая кислоту, вы испортите пластины батареи, потому что сильно увеличите плотность кислоты, их разъест.

Когда АКБ разряжается, плотность кислоты падает. При подзарядке процесс протекает в обратную сторону. Для исправного аккумулятора, плотность в заряженном состоянии составляет 1,27 г/см3. Проверяют батарею, в заряженном состоянии.

Проверяется плотность ареометром.

Проверка плотности электролита в АКБ

Работают с электролитом в резиновых перчатках и защитных очках. При попадании кислоты в глаза, из следует немедленно промыть водой.

Итоги

Теперь вы знаете причину и можете самостоятельно устранить неполадки.

Следует помнить, что при зарядке АКБ, выделяется горючий, взрывоопасный газ. Заряжать рекомендуется в проветриваемом помещении. Подносить спички, зажигалки, сигареты и другой открытый огонь опасно для Вашего здоровья.

Источник

Оптимальный ток для зарядки автомобильного аккумулятора

Миниатюра к статье Оптимальный ток для зарядки автомобильного аккумулятора

Для опытных автомобилистов, которые любят обслуживать свою машину самостоятельно, процесс зарядки аккумулятора не вызывает никаких затруднений. Безусловно, этот вопрос является актуальным именно для новичков в автоделе: для того чтобы правильно обращаться с АКБ, важно, прежде всего, точно знать, каким током заряжать аккумулятор, чтобы он прослужил дольше, с наилучшей отдачей работоспособности.

Что необходимо знать для правильной зарядки аккумулятора

Для того чтобы понять, каким током заряжать автомобильный аккумулятор, прежде всего, нужно знать, какая у него емкость и, исходя из этого, выставлять или ток зарядки автомобильного аккумулятора, или напряжение. Все зависит от того, какой способ выбрать и какое зарядное устройство будет применено.

Если, например, емкость батареи составляет 60 Ач (ампер часов), максимальная сила тока, которую можно поставить, составляет 6 А (10% от номинальной емкости батареи). Если емкость заряжаемой АКБ 75 Ач (ампер часов), ток выставляется 7,5 А.

Для зарядки аккумулятора есть два известных метода:

  • постоянный ток зарядки аккумулятора ;
  • метод постоянного напряжения.

Если способ постоянного тока приводится в действие ручными настройками, то нужно будет контролировать ток заряда автомобильного аккумулятора каждые 2-3 часа. Ток выставляется, как уже упоминалось, в размере 10 процентов от емкости АКБ. А потом необходимо постепенно снижать его величину по мере увеличения показателя напряжения (U). Сколько заряжать аккумулятор таким способом, точно сказать нельзя. Это займет не меньше 10 часов.

Для современных необслуживаемых аккумуляторов с гелевым содержимым нужно увеличить U до 15 В, а силу тока при этом сделать в два раза меньше, то есть 1,5 ампер, при емкости батареи в 60 Ач. Когда сила тока и U будут стабильно сохранять свои показатели неизменными в течение 1-2 часов, это означает, что автоаккумулятор зарядился полностью. В случае зарядки необслуживаемого аккумулятора процесс заканчивается при U 16,3 В. О том, каким будет напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, читайте здесь →

Аккумулятор заряжается

Метод постоянного напряжения прямо зависит от того, сколько вольт подает зарядное устройство батарее. Если заряжать аккумулятор автомобиля непрерывно в течение двух суток (как известно, именно при длительном сроке зарядки обеспечивается наилучшая «прокачка» глубоко разряженной АКБ) — батарея восстановит свою емкость так:

  • при U 14,4 В — от 75 до 80% ;
  • при U 15 В — от 85 до 90% ;
  • при U 16 В — от 95 до 97% .

Если батарея заряжается от 20 до 24 часов, а U при этом составляет 16 В и немного выше, то можно рассчитывать на полный заряд. Для окончания процесса зарядки нужно дождаться стабилизации напряжения на клеммах аккумулятора до 14,4 В. А если ЗУ снабжено индикатором, он зажжется светло-зеленым цветом, сигнализируя о том, что зарядку можно заканчивать.

При правильной установке показателей и грамотном контролировании процесса оба способа одинаково хороши и не принесут вреда батарее. Кстати, многие современные зарядные устройства оснащены контроллерами и могут работать в безопасном авто-режиме.

Быстрый способ подзарядки АКБ большими токами

О методе быстрой подзарядки АКБ большими токами следует упомянуть отдельно. Он является довольно распространенным среди тех автолюбителей, которые все время находятся в спешке, и у них не хватает времени для того, чтобы обеспечить своему аккумулятору полноценное время безопасной зарядки. Для того чтобы аккумуляторы заряжались как можно быстрее, на клеммы батареи в первые часы зарядки подается сила тока 20 ампер и выше, а сам процесс длится не больше 5-6 часов. Однако если заряжать АКБ большим током часто и постоянно, она быстро выйдет из строя вследствие слишком интенсивного протекания химических процессов внутри ее «банок».

Если возникнет практический вопрос, каким током заряжать аккумулятор и сколько ампер лучше подавать батарее именно в экстренных ситуациях — большие токи допускается использовать тогда, когда автолюбитель оказался в безвыходном положении: нужно срочно куда-то ехать, а батарея села. Но всегда следует помнить о том, что самый оптимальный и безопасный ток заряда аккумулятора автомобиля должен составлять не больше, чем 10% от емкости АКБ. А при «прокачке» глубоко разряженной батареи малыми токами — и того меньше.

Зарядка автомобильного аккумулятора с помощью современного ЗУ

Конечно, прежде чем приступить впервые к зарядке АКБ своего автомобиля, нужно не только знать, каким током лучше заряжать батарею. Необходимо также позаботиться о приобретении наиболее подходящего зарядного устройства. Существует много различных ЗУ. В том числе с возможностью ручных настроек — для тех, кто хорошо разбирается в том, сколько вольт или ампер необходимо выставлять на определенном этапе зарядки.

ЗУ Т-1021

Для начинающих водителей и для тех, кто особенно не желает вдаваться в подробности физики и электроники, существуют портативные и удобные в использовании современные зарядные устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов. В них, кроме ручной, предусмотрена автоматическая система управления. Очень хороший и компактный «зарядник» Т-1021 предлагает российская фирма «Автоэлектрика». Он доступный по стоимости, а по качеству значительно выше популярных в наше время китайских аналогов.

Этим устройством можно заряжать автомобильные аккумуляторы емкостью от 60 Ач и выше. Самым большим его достоинством является контроллер. С его помощью весь процесс зарядки становится абсолютно безопасным. Контроллер не допустит проникновения больших токов в частично заряженную батарею. Он всегда предотвратит опасность коротких замыканий, которые могут возникнуть при случайном соприкосновении клемм между собой.

Чтобы зарядить АКБ с помощью Т-1021, нужно:

  • подсоединить плюс ;
  • подсоединить минус ;
  • включить устройство в сеть ;
  • установить ЗУ в положение «автомат» .

Если емкость АКБ 60 Ач, ток должен быть установлен величиной в 6 ампер с помощью регулятора. Когда аккумулятор зарядится, стрелка автоматически падет на ноль. При попытке повернуть ток на более высокую мощность (в случае, если батарея разряжена не полностью) контроллер не позволит этого сделать.

Если имеется достаточное количество времени, и аккумулятор сильно разряжен, его можно «прокачать» по полной программе так же, с помощью автоматических настроек. Главное, изначально правильно задать рекомендуемый показатель тока в 1 ампер. В данном случае батарея будет заряжаться долго, от 2 до 4 суток. Зато глубоко разряженный аккумулятор восстановится почти полностью. Все зависит от того, сколько он прослужил.

Ручной режим больше подходит для профессионалов, либо для водителей с большим опытом. Начинающим его лучше не использовтаь, так как надо уметь вычислять время заряда и силу тока.

Когда аккумулятор полностью зарядится, стрелка автоматически опустится на ноль, а индикатор загорится зеленым цветом.

Для того чтобы заряжать аккумулятор самостоятельно, будет достаточно знать основные описанные выше показатели безопасного тока. От них и нужно будет отталкиваться при осуществлении зарядки АКБ. А современные зарядные устройства, оснащенные автоматической системой управления, значительно облегчат эту задачу начинающим автолюбителям.

Источник

Каким напряжением необходимо заряжать автомобильный аккумулятор

Зарядка АКБ Варта

Зарядка АКБ Варта

Разряженный аккумулятор не всегда требует покупки нового, часто достаточно зарядить старый, процедура неизбежна при частых холодных запусках и коротких поездках. Самые доступные по цене зарядные устройства имеют ручное управление, владелец должен знать, каким напряжением заряжать аккумулятор автомобиля.

Требуется постоянный ток, напряжение до 16,5 Вольт. Зарядка происходит в одном из двух режимов: при постоянной силе тока или постоянной величине напряжения.

Зарядка с сохранением силы тока

Зарядка АКБ

Зарядка АКБ Бош

На зарядном устройстве выставляется сила тока, равная 10% от номинальной емкости. Например, для АКБ 12 Вольт емкостью 55Ач требуется ток 5,5А, для 60Ач – 6А. Силу тока при этом необходимо регулярно контролировать и регулировать, так как она имеет свойство сбиваться.

При поддержании силы тока на уровне 10% в конце процесса зарядки происходит сильное газовыделение. Поэтому при достижении 14,4 Вольт силу тока снижают в 2 раза. У необслуживаемых аккумуляторов ее повторно уменьшают вдвое, когда напряжение показывает 15 Вольт.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Аккумулятор 12 Вольт автомобиля заряжен, когда в нем показатели напряжения и силы тока не меняются на протяжении 2-х часов. Для полноценной эксплуатации достаточно сохранения параметров в течение 1 часа. Обычно это происходит при 16,3(±0,1) Вольтах.

Зарядка с сохранением напряжения

АКБ 12 Вольт за сутки зарядится:

Зарядное устройство

Напряжение зарядки, Вольт Набранная емкость за сутки, % от номинальной
14,4 80(±5)%
15 85-90
16 95-97
16,4 100

У сильно разряженного аккумулятора сила тока в начале зарядки может достигать высоких величин, что может привести к поломке батареи, поэтому показатель ограничивают до 20А.

По мере зарядки сила тока снижается, и в конце стремится к нулю. Такой метод не требует постоянного контроля со стороны владельца. Проконтролировать процесс можно через сутки после начала, замерив, какое напряжение на клеммах. Если оно составляет 14,4(±0,1) Вольт, зарядка окончена. Необслуживаемым батареям требуется обычно более суток для достижения этого показателя. На устройствах, снабженных индикацией, загорится сигнал, свидетельствующий об окончании.

Зарядка кальциевых аккумуляторов

Зарядка кальциевого аккумулятора

Зарядка кальциевого аккумулятора

Старые сухозаряженные аккумуляторы заряжаются 10%-м током, для них допустимо напряжение до 16 Вольт. Аккумуляторы 12 Вольт Ca/Ca нового образца быстро выходят из строя от такого высокого напряжения.

Максимально допустимое для них значение 14,4 Вольт при токе 10% от емкости. Такая зарядка требует большего времени, но не сокращает срок эксплуатации АКБ.

Зарядка аккумуляторов 6 Вольт

Батареи на 6 Вольт часто используются в:

  • мотоциклах, скутерах;
  • лодках;
  • торговой, складской, промышленной технике;
  • детских автомобилях;
  • инвалидных колясках.

Учитывая широкое применение 6 Вольтных АКБ, они выпускаются в широком диапазоне емкости, могут иметь как 1,2Ач, так и 16Ач, или любое промежуточное значение. Заряжать такие аккумуляторы зарядником для автомобильного проблематично. Потребуется пристальный контроль, постоянная регулировка тока. Риск перегревания высок.

Наиболее подходящим зарядным устройством для АКБ 6 Вольт является зарядное устройство Imax B6 или ему подобное. Ток 10% от емкости, напряжение до 7,3В.

Зарядка литий полимерных аккумуляторов

Lipo 3.8 V заряжаются устройствами, которые идут в комплекте с ними, либо зарядниками подобным Imax B6.

Батареи заряжаются током от 20 до 100% от номинальной емкости. Для АКБ предпочтительнее меньшие величины. Главный вопрос, какое напряжение показывает заряженный аккумулятор? Набрав 70-80%, начинается зарядка при постоянном напряжении и снижающемся токе.

Литий полимерный аккумулятор

Литий полимерный аккумулятор

Специальные устройства для Lipo 3.8 V сигнализируют об окончании зарядки при достижении 70-80% емкости. Дальнейший набор плотности обеспечивает более редкие зарядки, однако сокращает срок эксплуатации аккумулятора в целом.

При зарядке литий-полимерных аккумуляторов 3,8 Вольт зарядное устройство должно показывать 4,2 Вольта. При возможности выставить 4,1 Вольт потребуется несколько больше времени на зарядку, но аккумулятор прослужит значительно дольше.

Зарядка аккумулятора без демонтажа с машины

Описанные выше способы подразумевают зарядку от розетки, для чего обычно требуется снятие аккумулятора. Однако зарядка может происходить и под капотом. Современные портативные устройства, такие как CTEK, имеют компактные габариты, позволяют заряжать аккумулятор 12В под капотом. Их можно оставить на ночь, чтобы утром АКБ был в рабочем состоянии. Особенно актуальны подобные зарядники для владельцев авто с кальциевыми батареями.

Подзарядка АКБ генератором

У автомобилей с двигателем внутреннего сгорания аккумулятор работает в паре с генератором. При поездках генератор подзаряжает батарею, впоследствии она дает заряд для запуска автомобиля.

Аккумулятор и генератор

Аккумулятор и генератор

Важно придерживаться рекомендаций производителя относительно емкости аккумулятора. Она тесно взаимосвязана с мощностью генератора.

При чрезмерном превышении емкости АКБ относительно рекомендованной, ей потребуется значительно больше времени на зарядку от штатного генератора. Часто в таких случаях батарея не успевает подзаряжаться до нужного уровня, начинает быстро разряжаться вплоть до глубоких разрядов.

При установке Аккумулятора емкостью меньше рекомендованной, сила тока генератора для нее оказывается слишком высокой, она быстро перегревается, может закипеть.

Срок эксплуатации АКБ в обоих описанных случаях резко сокращается.

Какое напряжение должен показывать заряженный аккумулятор, во многом зависит от его типа. Мы подробно рассмотрели основные. Бережная зарядка продлевает срок работы батарей. При своевременном обслуживании они способны служить до 5 лет и более.

Источник



Процесс заряда аккумуляторов различных типов

Заряд и разряд аккумулятора являются основными процессами, которые идут при его эксплуатации. Во время заряда аккумуляторная батарея восполняет потерянную ёмкость и по окончании процесса вновь может эксплуатироваться. В этом материале речь пойдёт о заряде аккумуляторов основных типов: свинцово-кислотных, щелочных и литиевых. Будут рассмотрены процессы происходящие при зарядке и режимы.

Заряд аккумуляторов различных типов

Свинцово-кислотные АКБ

Самой распространённой сферой применения свинцово-кислотных аккумуляторов, являются стартерные батареи в транспортных средствах. Они применяются для запуска двигателя, а также поддержки генератора при сильной нагрузке на бортовую сеть автомобиля. В штатном режиме работы свинцово-кислотные АКБ не испытывают глубокого разряда. Заряд батареи после пуска осуществляется током, вырабатываемым генератором. Кроме того, рекомендуется периодически выполнять зарядку стартерного аккумулятора от зарядного устройства. Какие реакции при этом происходят?

Заряд аккумуляторов различных типов

Происходящие процессы

В электрохимической реакции внутри свинцово-кислотного аккумулятора участвуют материалы положительного и отрицательного электрода, а также электролит. Активная масса положительного электрода представляет собой диоксид свинца (PbO2). В случае с отрицательным электродом – это порошок свинца (Pb). При заряде свинцово-кислотной аккумуляторной батареи на электродах протекают следующие реакции.

Общий процесс в электрохимической системе описывается уравнением.

В процессе заряда из электролита расходуется вода и постепенно увеличивается его плотность. Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора находится около 1,27 гр/см 3 . Ниже можно посмотреть таблицу степени заряженности АКБ.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия) Напряжение, В (в отсутствии нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,11 11,7 8,4 -7
1,12 11,76 8,54 6 -8
1,13 11,82 8,68 12,56 -9
1,14 11,88 8,84 19 -11
1,15 11,94 9 25 -13
1,16 12 9,14 31 -14
1,17 12,06 9,3 37,5 -16
1,18 12,12 9,46 44 -18
1,19 12,18 9,6 50 -24
1,2 12,24 9,74 56 -27
1,21 12,3 9,9 62,5 -32
1,22 12,36 10,06 69 -37
1,23 12,42 10,2 75 -42
1,24 12,48 10,34 81 -46
1,25 12,54 10,5 87,5 -50
1,26 12,6 10,66 94 -55
1,27 12,66 10,8 100 -60
Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия) Напряжение, В (в отсутствии нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

Основной проблемой в процессе заряда свинцово-кислотного аккумулятора является неполное растворение сульфата свинца (PbSO4). Это вещество забивает поры активной массы, в результате чего снижается площадь взаимодействия электролита с материалом электрода. Из-за этого происходит постепенная потеря ёмкости.

По мере эксплуатации аккумуляторной батареи сульфата свинца на пластинах после заряда остаётся всё больше. Процесс носит название сульфатации. Он является причиной выхода из строя большинства свинцово-кислотных аккумуляторов на транспортных средствах.

Режимы заряда

Если не считать ускоренной зарядки, то есть две основные схемы заряда свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. При постоянном напряжении и постоянном токе. Сегодня в продаже можно найти много зарядных устройств (ЗУ), имеющих возможность использования этих режимов, а также их комбинаций.

Наиболее распространённой является схема заряда при постоянном напряжении. Смысл здесь в том, что на терминалы аккумулятора подаётся постоянное напряжение. Заряд обеспечивается благодаря выравниванию напряжений на выводах ЗУ. Полнота заряда в этом случае зависит от напряжения, подаваемого на только выводы АКБ. То есть если заряжать аккумуляторную батарею одинаковое время напряжением 14,4, 15 и 16 вольт, то наиболее полный заряд достигается при 16 В.

Заряд свинцово-кислотного аккумулятора

Другой распространённой схемой является заряд постоянным током. Этот процесс включает в себя несколько этапов, на каждом из которых поддерживается постоянная сила тока.

Такая схема зарядки требует постоянного контроля и корректировки подаваемого тока. Этапы разделяются по уровню напряжения на выводах аккумулятора.

Обычно процесс выглядит следующим образом.

  • На первом этапе сила тока устанавливается в размере 10% от номинальной ёмкости АКБ. После этого проводится зарядка до постоянного напряжения 14,4 вольта.
  • Второй этап начинается с напряжения 14,4 вольта. Это значение является тем уровнем, на котором начинается разложение воды из электролита на кислород и водород. У аккумуляторов, выпускаемых по технологии Ca-Ca, это значение напряжения выше. Чтобы минимизировать выделение газов, сила тока снижается в два раза. То есть если на первом этапе она была 5 ампер, то здесь нужно уменьшить до 2,5 А.
  • Третий этап стартует с напряжения 15 вольт. Сила тока уменьшается два раза по сравнению со вторым этапом. Далее через определённые промежутки времени (1─2 часа) проверяется напряжение на терминалах. Как только оно перестаёт меняться, так можно считать процесс оконченным. На последнем этапе будет идти активное выделение газов. По этой причине аккумуляторная батарея должна находиться в хорошо проветриваемом помещении, а рядом не должно быть искр и открытого пламени.

Выше был упомянут метод ускоренной зарядки аккумуляторной батареи. Подобный режим есть во многих зарядных устройствах. Он отличается лишь тем, что на аккумулятор подаётся увеличенный до 30% (по сравнению со штатным значением 0,1*С) ток. Это используется в тех случаях, когда аккумулятору нужно быстро отдать заряд, который необходим для запуска двигателя. Увеличенная сила тока при зарядке отрицательно сказывается на состоянии электродов и активной массы. Поэтому без необходимости этот режим лучше не использовать.

Щелочные аккумуляторные батареи

Щелочные аккумуляторы используются в качестве тяговых. Их можно встретить в различной складской технике, железнодорожном транспорте, электроинструменте и других сферах применения, где они работают в режиме циклирования.

Заряд щелочного аккумулятора

Происходящие процессы

Наиболее распространёнными электрохимическими системами щелочных аккумуляторов являются никель─кадмиевые и никель─металлогидридные. Рассмотрим процесс заряда на их примере. Оба типа батарей имеют положительный электрод с активной массой из гидроокиси никеля (NiOOH). В ней присутствует графит и окись бария. Окись бария продлевает срок службы АКБ, а графит увеличивает электропроводность активной массы.

Активная масса на отрицательном электроде в никель─кадмиевых аккумуляторах представляет собой смесь порошков кадмия (Cd) и железа (Fe). У никель─металлогидридных аккумуляторов активная масса на минусовом электроде является смесью порошков железа и его окислов. В неё добавляют сернокислый никель (NiSO4) и сернистое железо (FeS).

Ниже представлены реакции, происходящие в щелочном аккумуляторе при заряде.

2Ni(OH)2 + 2KOH + Fe(OH)2 -> 2Ni(OOH) + 2KOH + Fe

2Ni(OH)2 + 2KOH + Cd(OH)2 -> 2Ni(OOH) + 2KOH + Cd

В процессе разряда активная масса на положительном электроде окисляется и 2Ni(OH)2 превращается в гидроокись никеля. Одновременно с этим в активной массе отрицательного электрода происходит восстановление, в результате которого образуется железо и кадмий.

Режимы заряда

Если рассматривать заряд стандартного аккумуляторного элемента Ni-Cd, то рекомендуемый ток составляет 10─20% от номинальной ёмкости. Во время зарядки может доходить до 16 часов. Допустимый диапазон температур для зарядки щелочных аккумуляторов составляет от 0 до 50 по Цельсию. Наиболее эффективно процесс заряда происходит в диапазоне температур от 10 до 40 градусов Цельсия.

На практике конструкция щелочных аккумуляторов позволяет заряжать их током не менее 30% от номинальной ёмкости. Процесс заряда в этом случае занимает несколько часов. При заряде щелочных аккумуляторов есть один важный момент. Особенно это актуально для никель─кадмиевых батарей. Они имеют такую проблему, как «эффект памяти». Поэтому перед зарядом эти АКБ требуется разрядить. Подобным функционалом располагают многие зарядные устройства, предназначенные для работы со щелочными аккумуляторами.

Поэтому процесс зарядки щелочного аккумулятора чаще всего начинается с его разряда. При этом не должно допускаться снижение напряжения на выводах элемента ниже 1 вольта. После разряда запускается процесс заряда.

Различных схем заряда для щелочных батарей значительно больше, чем для свинцово-кислотных. Некоторые из них приведены на изображении ниже.

Схемы заряда щелочных аккумуляторных батарей

В процессе заряда напряжение на выводах щелочного аккумулятора постепенно увеличивается до 1,6─1,75 вольта. На заключительном этапе напряжение может подниматься до 1,8 вольта. В случае с герметичными щелочными АКБ бывает так, что окончание заряда определяется переданными ампер-часами. Чтобы зарядить батарею целиком иногда расходуется количество энергии, соответствующее 150 процентам от номинальной ёмкости. Напряжение полностью заряженного щелочного аккумулятора в разомкнутой цепи составляет 1,45 вольта.
Вернуться к содержанию

Литиевые

Процесс заряда будет рассмотрен на примере литий─ионных аккумуляторных батарей. В последнее время они получили широкое распространение в качестве источников питания для бытовой техники, потребительской электроники, электроинструмента, электромобилей, электровелосипедов, скутеров и т. п. По сравнению с вышеописанными свинцово-кислотными и щелочными АКБ литий─ионные модели имеют более высокую энергоёмкость.

Заряд литий─ионного аккумулятора

Происходящие процессы

В литиевый электрохимической системе сейчас используются различные химические соединения и периодически разрабатываются новые. Мы рассмотрим реакции, происходящие при заряде в большинстве распространённых коммерческих Li─Ion батареях.

Отрицательный электрод выполняется из материала, содержащего углерод. Благодаря его природе и составу электролита происходит процесс интеркаляции ионов лития в углерод. Углеродная матрица обладает слоистой структурой, которая может быть упорядоченной или частично упорядоченной. Это уже зависит от конкретного углеродосодержащего материала.

Материалы, используемые для производства положительного электрода, могут отличаться для различных разновидностей литиевых батарей. Чаще всего для этих целей используются литированные оксиды кобальта или никеля. Используются также литий─марганцевые шпинели.

При заряде литий─ионного аккумулятора на электродах протекают следующие реакции.

C + xLi + + xe — -> CLix

В процессе интеркаляция ионы лития из электролита внедряются между слоями углерода. При этом объём углеродной матрицы меняется незначительно. Этими качествами был обусловлен выбор углерода в качестве материала анода. Помимо материала, содержащего углерод, в отрицательном электроде могут быть такие добавки, как олово, серебро и их сплавы. В некоторых моделях встречаются композитные материалы.

Режимы заряда

Процесс заряда литий─ионных аккумуляторов комбинированный и проходит в два этапа. На первой стадии ведётся зарядка током, величина которого составляет от 20 до 100% от номинальной емкости батареи. Этот этап продолжается до того, пока напряжение АКБ не достигнет 4,1 вольта. После этого начинается второй этап, во время которого заряд ведётся при постоянном напряжении. По времени вся зарядка продолжается около 3 часов (при максимально допустимом токе), из которых на первый этап отводится один час. Более подробно о процессе заряда литиевых аккумуляторов можно прочитать в этой статье.

Окончание заряда фиксируется в тот момент, когда напряжение достигло максимального (4,1─4,2 В), а ток уменьшился до 3% от своей величины в начале процесса. В некоторых случаях возможен третий этап, который представляет собой хранение. Этот этап представляет собой периодическую подзарядку для компенсации ёмкости, потерянной в результате саморазряда.

Если увеличивать ток заряда выше 0,2─1*С, это не приводит к уменьшению времени процесса. В этом случае просто сокращается первый и увеличивается второй этап.

Бывают зарядные устройства, которые обеспечивают только первый этап зарядки. При таком варианте степень заряженности батареи составляет около 70─80%.
Вернуться к содержанию

Источник

Читайте также:  Вокруг проводника по которому идет ток возникает