Причины окисления аккумулятора

• Почему окисляются клеммы на аккумуляторе?
• К чему приводит окисление клемм?
• Окислительные процессы в Li-ion аккумуляторах
• Влияние окисления на ресурс АКБ
• Что делать?

Окисление клемм аккумулятора – распространенное явление, знакомое каждому автолюбителю. Проявляется оно в виде характерного белого налета на клеммах. Этот слой окисла снижает надежность соединения аккумулятора с другими узлами и препятствует его нормальной работе. Клеммы свинцово-кислотного аккумулятора должны быть чистыми, т.к. именно через них идет энергия. Ведь чтобы АКБ эффективно справлялась со своими задачами, ей нужен достаточный уровень заряда и его нормальное распределение.

Почему окисляются клеммы на аккумуляторе?

Чаще всего крепление аккумулятора окисляется в холодное и влажное время года, когда на поверхности контактов интенсивнее протекает химическая реакция. Распространенными причинами окисления клемм являются:

1. Слабый контакт (недостаточный затяг) между клеммой и электродом батареи. Устранить проблему в таком случае несложно. Нужно снять клемму, очистить ее щеткой и наждачной бумагой с крупным зерном, смазать, надеть обратно и нормально затянуть болтом. Главное – не перестараться, чтобы не сорвать резьбу. 

1. Утечка, просачивание или вытекание электролита – более серьезная причина того, почему окисляется минус или плюс на аккумуляторе. Когда электролит попадает на металлическую клемму, происходит химическая реакция. В результате клеммы окисляются и покрываются белым налетом. Для устранения этой проблемы придется заменить негерметичную батарею.
2. Испарения электролита из-за наличия микротрещин, регулярного перегрева аккумулятора или надлома электрода. Если причина окисления плюсовой клеммы или минуса аккумулятора состоит в необходимости изолировать контакты, используется специальная антиокислительная смазка или пропитанные маслом фетровые кольца. Если принятые меры окажутся безрезультатными, аккумулятор придется заменить.

К чему приводит окисление клемм?

Если не заниматься поиском причин и устранением окисления клемм, аккумулятор не сможет полноценно решать поставленные перед ним задачи. Он будет греться, пуск двигателя станет затруднительным, свечение индикаторов на приборах – слабым, и со временем автомобиль вообще перестанет заводиться. Это происходит из-за затрудненного контакта между клеммой и электродом – из-за уменьшенной площади контакта и большого сопротивления, препятствующего нормальному протеканию тока в электрической системе.

Окислительные процессы в Li-ion аккумуляторах

Структура литий-ионных аккумуляторов кардинально отличается от свинцово-кислотных, поэтому и окислительные процессы у них протекают по-разному. Модели литиевой группы имеют 2 электрода – анод на медной фольге и катод на алюминиевой. Между ними находится сепаратор с токопроводящим электролитом. Фольга сворачивается и помещается в герметичный корпус. Электроды соединяются с клеммами-токосъемниками.

Перенос заряда в Li-ion аккумуляторах обеспечивают ионы Li⁺. В ходе зарядки они отсоединяются от катода, проходят через электролит и встраиваются в кристаллическую решетку материала анода. В результате этой химической связи анод окисляется. Когда элемент питания отдает накопленную энергию в нагрузку, ионы лития возвращаются к катоду. Происходит процесс восстановления.

Влияние окисления на ресурс АКБ

Проблема состоит в том, что анод восстанавливается не полностью. Со временем он накапливает продукты окисления. Наглядно это проявляется уменьшением исходной емкости аккумулятора. Когда максимальная емкость снижается на 30%, жизненный цикл Li-ion батареи подходит к концу. Количество циклов заряд-разряд, которые пройдет элемент питания до этого момента, называется его циклическим ресурсом.

У большинства Li-ion аккумуляторов ресурс достигает 1000 циклов. Выше он у моделей на основе литий-железо-фосфата (более 2000 циклов) и литий-титаната (более 20 000 циклов). Циклический ресурс зависит от интенсивности протекания окислительных процессов в структуре аккумуляторов. Часто износ ускоряется при глубоком разряде, переохлаждении или перегреве элементов питания.

Что делать?

Для продления срока службы Li-ion аккумуляторов необходимо:

1. Контролировать уровень их заряда, не допускать перезаряда и глубокого разряда. Для контроля напряжения батареи оснащаются платами защиты, поэтому главное – не хранить их в разряженном состоянии.
2. Соблюдать правила зарядки – температура от +10 до +45 °С, подходящее зарядное устройство.
3. Избегать перегрева и переохлаждения АКБ – хотя диапазон допустимых температур от -20 до +60 °С, желательно использовать Li-ion батареи при температуре от 0 до +30 °С.
4. Хранить в сухом прохладном месте, при температуре от +1 до +25 °С (лучше всего – от +1 до +8 °С), в полузаряженном состоянии – до 40–50%.

В предыдущей статье нашего блога рассказывается об основных отличиях литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов.