Что такое сульфатация аккумуляторной батареи, как ее определить и убрать?
Сульфатация аккумуляторной батареи – это электрохимический процесс, в результате которого на пластинах АКБ образуются и накапливаются кристаллы сульфата свинца (PbSO4). Это явление характерно для свинцово-кислотных аккумуляторов всех видов: и обслуживаемых (с жидким электролитом), и необслуживаемых (AGM, GEL). Но все же обслуживаемые аккумуляторы более подвержены образованию на пластинах сернокислого свинца.
Суть, причины и признаки сульфатации
Этот процесс естественен для всех свинцово-кислотных АКБ, но может протекать с разной интенсивностью и приводить к ухудшению рабочих характеристик, вплоть до полной неработоспособности аккумуляторной батареи. В процессе разряда кислотного аккумулятора, по причине взаимодействия электродов с содержащейся в электролите серной кислотой на электродах появляются кристаллы PbSO4. Во время следующего цикла заряда эти кристаллы растворяются – происходит естественная десульфатация.
На этом этапе происходит восстановление свинца из сульфата на минусовых пластинах и двуокиси свинца на плюсовых электродах, и емкость АКБ восстанавливается. Но если не соблюдать правила эксплуатации аккумуляторной батареи, систематически подвергать ее недозаряду или глубокому разряду, допускать перезаряд или перегрев, сульфатизация электродов становится проблемой:
- кристаллы укрупняются;
- формируются и уплотняются кристаллические структуры – образуется сплошная пленка, забивающая поры активной массы электродов и все больше изолирующая поверхность пластин от электролита;
- по этой причине затрудняется протекание химических реакций;
- вместо нормального чередования этапов сульфатации и десульфатации электродов происходит глубокая сульфатация, и большие площади активной массы пластин перестают взаимодействовать с электролитом;
- при осмотре пластины имеют белые или коричневатые образования – это явный признак скопления сульфатных отложений;
- ухудшается работа аккумуляторной батареи – она начинает быстро разряжаться, падает ее емкость, уменьшается пусковая мощность, увеличивается внутреннее сопротивление, возникают проблемы с зарядом, запуском автомобильного двигателя и питанием подключенного оборудования;
- из-за обширной сульфатации АКБ преждевременно выходит из строя.
Каковы причины, усугубляющие сульфатацию?
Масштабной сульфатации пластин АКБ способствует недозаряд, например, у стартерного автомобильного аккумулятора – при частых коротких поездках. По этой причине на электродах остаются нерастворенные сульфатные отложения, и их последующее накопление усугубляет проблему.
Не менее вредны и глубокие разряды, к примеру, при продолжительном хранении с малым уровнем заряда. В таком случае кристаллы PbSO4 затвердевают и сложнее растворяются при последующей зарядке. Кроме того, деградация аккумуляторных батарей ускоряется при их перегреве, высоких напряжениях зарядки и других нарушениях рекомендации по эксплуатации.
Еще одна причина, ускоряющая процессы сульфатации – недостаточный уровень электролита. Это касается обслуживаемых моделей. При их эксплуатации важно регулярно проверять уровень электролита и при необходимости доливать дистиллированную воду. Иначе частичное оголение пластин спровоцирует их взаимодействие с атмосферным кислородом, и они еще быстрее покроются плотной сульфатной пленкой. Также к ускорению процессов деградации кислотных АКБ приводит наличие посторонних примесей в электролите.
Методы определения сульфатации АКБ
Основными признаками того, что пластины аккумуляторной батареи покрылись сульфатными отложениями, являются:
- коричневатые образования на контактах;
- повышенное напряжение на начальной стадии зарядки;
- значительное выделение газов;
- быстрый разряд.
Чтобы точно выяснить состояние АКБ, желательно обратиться к специалистам для профессиональной диагностики. Это поможет понять, насколько масштабна возникшая проблема и имеет ли смысл восстанавливать такую АКБ. При масштабной сульфатации аккумулятор утрачивает способность принимать заряд. Признаками такого состояния являются видимые повреждения пластин, снижение емкости на 50% или более, невозможность зарядить АКБ до номинального вольтажа, значительное возрастание внутреннего сопротивления.
Каковы методы избавления от сульфатации?
Если проблема не запущена, можно попробовать убрать сульфатные отложения и восстановить структуру свинцовых пластин. Перечислим основные методы десульфатации:
- Использование специальных зарядных устройств, генерирующих импульсы высокой частоты. Они помогают избавиться от крупных кристаллов PbSO4 на электродах.
- Зарядка малым током (до 2 А) с последующим разрядом малым током (до 5 А, например, питая автомобильную лампочку) до напряжения 10 В. Такие циклы заряд-разряд повторить несколько раз (в пределах 5), пока не увеличится время разряда. Если даже 5 циклов не поможет, значит, избавиться от последствий сульфатации не получится.
- Для обслуживаемых моделей – специальные растворы, которые частично убирают сульфатные отложения.
Ранее в нашем блоге вышла статья о самодельных BMS платах.
