2.Гибридные АКБ. Главная проблема была решена за счет внедрения в состав кальция. Доля кальция в свинцовом сплаве менее 1/10%, но этого достаточно, чтобы источник работало вдвое дольше. Улучшенная версия – легирование двух электродов кальцием, такие батареи имеют обозначение Ca+ или Ca/Ca. Такие батареи называются гибридными и имеют пометку Hybrid и Calcium Plus. Гибридные аккумуляторные батареи совместили в себе низкий саморазряд и отсутствие необходимости в обслуживании. При этом была решена проблема глубокой разрядки. Этот момент особенно важен для тех, кто часто оставляет автомобиль простаивать.
Пластины с положительным зарядом у гибридного аккумулятора производится из свинца с добавкой сурьмы. Отрицательный электрод производится из сплава свинца с кальцием. В результате совмещаются преимущества двух технологий и устраняются их недостатки. Положительный электрод из свинцово-сурьмянистого сплава даёт устойчивость к глубокому разряду, а отрицательный электрод с кальцием снижает саморазряд и выкипание воды из электролита.
При выборе гибридного аккумулятора стоит помнить о некоторых моментах, связанных с их маркировкой. В ней для таких автомобильных аккумуляторов отражается расход воды. Маркируется он следующим образом:
Буква N в конце маркировки говорит о нормальном расходе воды; L– малый расход воды; VL – очень малый расход; VRLA – аккумулятор имеет регулирующий клапан.
Преимущества гибридных батарей. Гибридные аккумуляторы имеют больший срок службы, чем классическая батарея. Отдельные модели при соблюдении технологий производства способны отработать до 7 лет, но без обслуживания он работает 4-5 лет. Для продления срока службы рекомендуется вовремя доливать жидкость. Обладают высокими пусковыми токами в отличие от обычных кислотных источников постоянного тока. Если пластины подверглись сульфитацией, то такую батарею можно восстановить. Для этого используют автоматическое импульсное зарядно-разрядное устройство с большими зарядными токами.
Недостатки. Традиционно, такие батареи чувствительны к высоким и низким температурам и состоянию с неполным зарядом. За такой батареей нужен уход. Необходимо регулярно следить за уровнем кислоты и вовремя ее доливать. В процессе заряда происходит испарения кислоты, которая опасна для окружающих. Поэтому делать это нужно в закрытом и проветриваемом помещении.
3. AGM. Конструктивно аккумуляторы AGM сильно не отличаются от WET. В них также имеются парные пластины, формирующие энергетические ячейки и погруженные в электролит. Положительный электрод обмазан свинцово-оксидной пастой, а отрицательный – губчатой массой. В отличие от батарей с жидким электролитом, в этих источниках используется губчатый пористый материал, который был пропитан электролитической кислотой. В итоге он содержит как минимум 95% электролита. Чтобы увеличить электронную проводимость в состав пористой массы производители добавляют частицы алюминия. Это решение позволило увеличить генерируемый ток и намного быстрее зарядить АКБ. Такие батареи отличаются большими отдаваемыми токами. Они способны выдать до 900 А (батареи с круглыми пластинами) в отличие от классической с жидкостью. Также АКБ данного типа обладают следующими преимуществами:
–быстрее заряжаются;
–более устойчивы к глубоким разрядам;
–отсутствие эффекта снижения площади контакта пластин, потому что на них не скапливаются пузырьки газа;
–в конструкции корпуса имеется клапан для отвода газа в случае роста внутреннего давления.
4. GEL. Автомобильные аккумуляторы с гелем в качестве рабочей среды отличаются от классических составом электролита и его консистенции. Он представляет собой густую тягучую массу из оксида кремния. Электроды, как и в предыдущих моделях, легированы кальцием и сурьмой. За счет плотного прилегания среды обеспечивается высокая токоотдача и как следствие, такие АКБ быстрее заряжаются. Аккумуляторам такого типа присущи следующие преимущества:
–большой разброс емкости от 20 до 200 А/ч;
–увеличенный пусковой ток за счет стабильной площади контакта – до 950 А;
–практически полное отсутствие потери емкости даже в разряженном состоянии.
Главное достоинство гелевых аккумуляторов – в сроке службы. Они способны отработать до 12 лет, чего нельзя сказать о других модификациях источников.
5. EFB. Аккумулятор EFB (Enhanced Flooded Battery)– это усиленная кальциевая (Ca-Ca) батарея классической свинцово-кислотной конструкции. В отличие от AGM, жидкий электролит тут есть, но его намного меньше, чем в обычном аккумуляторе. По сравнению с обычным свинцово-кислотным аккумулятором (WET/SLI), пластины батареи EFB толще и запечатаны в защитные конверты из специального волокна— в этом конструкция напоминает AGM. Также на поверхность положительных пластин наносится защитная плёнка из полиэстера, что укрепляет активную массу. Есть и другие отличия: более прочные соединители пластин, усиленные штампованные решётки и дополнительная защита от вибрации.
Преимущества технологии EFB. Описанные улучшения осуществляют защиту от сульфитации и осыпания активной массы пластин при частых циклах разряда и заряда, характерных для систем «Старт-Стоп». Хотя глубокие разряды аккумулятора возможны на любой машине – достаточно забыть выключить свет на несколько часов или слишком долго пытаться завести двигатель на морозе. Для классической АКБ глубокие разряды губительны, а вот EFB переносит их без особого ущерба. Примечательна и стойкость аккумуляторов EFB к перезаряду – в этом аспекте они даже превосходят более дорогие модели AGM. Если для большинства аккумуляторов зарядка напряжением выше 14,4 В чревата, то для EFB нормальным является показатель 14,8 В, а кратковременно они без последствий переносят скачки до 15–16 В. Более мощные пластины EFB-батареи обеспечивают большую, по сравнению с обычной кальциевой АКБ, производительность— повышенную ёмкость и пусковой ток (CCA). Всё это, вкупе с усиленной конструкцией, увеличивает и срок службы батареи: EFB-аккумулятор безотказно работает 5–7 лет, в то время как обычная батарея в среднем служит 3 года.
70% новых автомобилей оснащаются системой автоматической остановки двигателя. В городских условиях она позволяет снизить выбросы и расход топлива, но существенно повышает нагрузку на аккумулятор. Работа в таком режиме быстро выводит из строя классическую батарею из-за сульфитации и осыпания активной массы пластин. Радикальное решение проблемы осуществляют аккумуляторы EFB.
Из особенностей современных свинцово-кислотных аккумуляторов следует отметить:
–зарядка от простейших зарядных устройств;
–улучшение работы в буферном режиме, то есть в режиме постоянного подзаряда – срок службы доведен уже до 25 лет;
–значительное увеличение ресурса – количество циклов зарядки-разрядки составляет уже 600-800, а не 200-300, как раньше;
–сведение к минимуму величины саморазряда – 0,1% в день;
–появление множества типоразмеров и введение их единой стандартизации.
3.1 2.
Никель-кадмиевые аккумуляторы
Никель-ка́дмиевый аккумуля́тор (NiCd)– химический источник тока, в котором катодом является гидроксид никеля Ni(OH)2 с графитовым порошком (около 5—8%), электролитом-гидроксид калия KOH плотностью 1,19—1,21 с добавкой гидроксида лития LiOH (для образования никелатов лития и увеличения ёмкости на 21—25%), анодом – гидроксид кадмия Cd(OH)2 или металлический кадмий Cd (в виде порошка). ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора— около 1,37 В, удельная энергия— порядка 45—65 Вт·ч/кг. В зависимости от конструкции, режима работы (длительные или короткие разряды) и чистоты применяемых материалов, срок службы составляет от 100 до 900 циклов заряда-разряда. Современные (ламельные) промышленные никель-кадмиевые батареи могут служить до 20—25 лет. Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd) наряду с никель-солевыми аккумуляторами могут храниться разряженными. Ввиду того что эти аккумуляторы содержит токсичный кадмий, они выходят из использования в быту и промышленности (заменяются литий-полимерными, литий-титанатными и никель-металл-гидридными), но сохраняются в аппаратуре военного назначения, из-за работоспособности при низких температурах.
