Десульфатация аккумулятора: для чего и как она проводится

Схема для десульфатации автомобильного аккумулятора

Из химических методов десульфатации аккумуляторных батарей чаще всего применяют сложный состав трилона Б и аммиака. Эти вещества доступны, но использовать их следует с соответствие инструкции и на крепких аккумуляторах. Трилон Б, натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, растворимая в воде, натрий замещает в соли ион свинца и осадок растворяется. Но растворяется и активная замазка.

Порядок десульфатизации аккумулятора химическим способом:

Готовится раствор – на 3 л взять 60 г трилона Б, 622 мл NH4OH 25%, 2340 мл дистиллированной воды. Можно взять 10% аммиачный раствор1560 мл, воды 1140 мл и 60 г трилона Б.
Сливается электролит из АКБ в подходящую емкость.
Сразу непросохшие банки залить подготовленным составом, на оставить в АКБ не более чем на 60 минут.
Слить содержимое и промыть банки 3-4 раза дистиллированной водой.
Залить свежий электролит нужной плотности и выполнить зарядку по полному циклу.

Способ нужно использовать с осторожностью. Если десульфатацию автомобильного аккумулятора проводят для удаления небольшого количества осадка, время воздействия сокращают до 30-40 минут

Трилону Б все равно что растворять – вредный осадок или активную массу. В момент реакции идет разогрев и кипение жидкости. Работать нужно на открытом воздухе, использовать защитные средства.

Электрохимические методы

Все вышеперечисленные способы достаточно сложны в реализации и при этом имеют спорную эффективность. Более распространена очистка электродов от солей свинца с использованием специального ЗУ, умеющего функционировать в режиме «заряд/разряд». Правда, их стоимость достаточно высока, так что многие пользуются обычными зарядками, но тогда процесс растягивается во времени на недели и даже месяцы.

Десульфатация специальным зарядным устройством

Отличительной особенностью такого ЗУ является наличие отдельного режима десульфатации, в котором зарядное устройство будет работать достаточно долго, вплоть до нескольких дней, в зависимости от степени обрастания пластин кристаллами соли свинца.

При использовании такого ЗУ возможна автоматическая десульфатация аккумулятора, нужно только правильно его подключить и активировать указанный режим.

Сам процесс достаточно прост: ЗУ работает циклически, сначала заряжая АКБ, а затем разряжая его, при этом ток заряда примерно на порядок выше тока разряда, что и делает процедуру длительной. Навороченные зарядники могут даже определять, на сколько процентов удалось восстановить батарею, и высвечивают эту информацию на дисплее после завершения работы.

Десульфатация АКБ обычной зарядкой

Покупать дорогой прибор, стоящий как новый аккумулятор, не самый оптимальный вариант. Но оказывается, что десульфатацию можно выполнить и обычной зарядкой, но только если оно позволяет регулировать параметры тока и напряжения на выходе.

Что касается алгоритмов избавления пластин от сульфата свинца, то их существует немалое количество. При использовании любого метода необходимо убедиться, что помещение, в котором проводятся работы, хорошо вентилируемое – при длительной работе ЗУ даже из необслуживаемых аккумуляторов будет выделяться немалое количество паров электролита, отрицательно влияющего на дыхательную систему.

Пример алгоритма десульфатации АКБ простым зарядником:

перед началом работ батарею нужно разрядить до плотности 1,08 г/см3;
устанавливаем на ЗУ значения тока заряда 1 ампер при U, равном 14,1 плюс-минус 0,2 В;
подключаем аккумулятор и оставляем заряжаться около восьми часов;
в результате плотность должна остаться на том же уровне, а вольтаж немного подняться (на несколько В);
отключаем АКБ и даём ему разрядиться на протяжении суток без дополнительной нагрузки;
снова ставим батарею на зарядку на шесть-восемь часов при том же напряжении, увеличив силу тока вдвое, вплоть до 2,5 А;
выходное напряжение аккумулятора снова немного вырастёт, но начнёт увеличиваться и плотность;
снова разряжаем АКБ, но на этот раз с использованием нагрузки (например, лампу дальнего света). Время разряда – примерно 8 часов. Главное — нужно следить, чтобы напряжение держалось выше 9,0 В;
повторяем пункты 2-8, следя за плотностью электролита. Он должен увеличиться. Нужно выполнить столько циклов, сколько нужно, чтобы плотность поднялась до номинала (1,27 г/см3).

Чтобы избавиться от серьёзной сульфатации аккумулятора, может понадобиться 1-2 недели, зато результат окажется неплохим. В среднем такая процедура позволяет восстановить ёмкость АКБ до 80-90% от номинального значения, что является отличным показателем.

https://youtube.com/watch?v=xc0LSnCmE2k

Метод обратной зарядки

Этот способ относится к рискованным, поэтому рекомендовать его мы не будем, но если все вышеперечисленные методы оказались безрезультатными, то многие автовладельцы решаются на его использование как на последний шанс реанимировать свой аккумулятор.

Вам понадобится наличие мощного источника тока (например, подойдёт сварочный аппарат, но только не инвертированный), способный выдавать при относительно небольшом напряжении до 80 А.

Итак, рассмотрим, как правильно сделать десульфатацию указанным неспецифичным методом. Подключаем АКБ к сварке, предварительно выкрутив пробки, соблюдая инвертированный порядок – плюс к минусу и наоборот. Включаем источник тока на полчаса, кипение электролита начнётся достаточно быстро, но это не страшно – он всё равно подлежит замене на новый.

Замена электролита в аккумуляторе

Помните, что после выполнения процедуры методом ОЗ аккумулятор поменяет полярность, и при подключении к автомобилю и последующих зарядках это нужно учитывать!

Видео

Возможно, для вас будет полезным посмотреть предоставленное видео по десульфатации аккумулятора.

Любой автолюбитель сталкивался с явлением, когда аккумулятор пролежав некоторое время без дела перестает отдавать свою номинальную емкость, крутит стартер пол секунды, затем задыхается, но напряжение на нем нормальное – 12 вольт.

С этим может столкнуться каждый, но почему это происходит. Автомобильный аккумулятор состоит из свинцовых пластин, находящихся в растворе электролита – в данном случае электролитом является серная кислота.

Процесс заряда и разряда аккумулятора ничто иное как окислительно восстановительный процесс, протекает химическая реакция, в ходе которой свинцовая пластина вступает в реакцию с оксидами на соседней пластине. В ходе данной реакции образуются сульфаты, которыми со временем обрастают пластины. Сульфаты препятствуют протеканию тока, так, как являются плохим проводником и со временем аккумулятор теряет емкость и не способен отдавать большой ток для работы стартера.

Если ваш аккумулятор заряжается и разряжается быстрее, чем раньше, не имея при том механических повреждений, скорее всего он вышел из строя именно из-за сульфатации пластин.

Предлагаемое устройство (десульфатор) создает короткие импульсы высокой амплитуды и частоты. Импульс десульфатации длиться определенное время, затем простой, затем снова импульс. Такие ударные процессы могут разрушить слой сульфата, и в теории это возможно, на практике не все аккумуляторы удается восстановить из-за конструктивных особенностей последних, но судя по статистике около 85% старых аккумуляторов подлежат восстановлению, естественно если причиной неработоспособности является сульфатация, а не обрыв свинцовых пластин или иное механическое повреждение.

Как пользоваться устройством?

Данный вариант является зарядно-десульфатирующим устройством, обычный десульфатор питается от аккумулятора, который он десульфатирует и постепенно разряжает его, в этом же случае устройство заряжает аккумулятор короткими всплесками высокого напряжения высокой частоты.

Данную схему можно использовать и для зарядки низковольтных свинцовых аккумуляторов с номинальным напряжением в 4-6 вольт, такие ставят в китайские фонарики, в детские электрокары и так далее.

Схема изначально создана для зарядки аккумуляторов малой емкости, но её можно использовать и для десульфатации автомобильных аккумуляторов. Перед тем, как начать процесс заряда с десульфатацией аккумулятор нужно слегка подзарядить.

Читать также: Вес железа по размеру

Для начала нужно найти любой источник питания с напряжением от 8 до 12 Вольт и подключить его на вход десульфатора, но не напрямую, а через лампу накаливания 12 Вольт с мощностью в 21 ватт, чтобы не превысить ток заряда, в конце об этом более подробно поговорим. К выходу прибора подключается аккумулятор, который нужно восстановить. Так, как прибор работает в звуковом диапазоне вы скорее всего услышите слабый свист, силовые компоненты схемы слегка должны нагреваться.

Как работает схема?

Напряженние с зарядного устройство через предохранитель и диод поступает на схему десульфатора. Для маломощной части схемы питание подается через токоограничивающий резистор, затем сглаживается небольшим электролитическим конденсатором.

На микросхеме NE555 собран генератор прямоугольных импульсов, частота этих импульсов около 1кГц. Коэффициент заполнения около 90%. Микросхема CD4049 инвертирует и усиливает этот сигнал, превращая его в импульсы с заполнения около 10 %. С выхода инверторов импульсы поступают на затвор полевого транзистора VT1. Открываясь, он замыкает дроссель на массу питания, в дросселе накапливается энергиея, когда транзистор закрываетсят, цепь разрывается, за счет явление самоиндукции, которое свойственно индуктивным нагрузкам, дроссель отдает накопленную энергию. Это кратковременный всплеск напряжения с высокой амплитудой, притом напряжение самоиндукции в разы выше напряжения питания. Этот всплеск напряжения выпрямляется и подается на аккумулятор. Процесс происходит больше тысячи раз в секунду, то есть на аккумулятор подаются кратковременные импульсы высокого напряжения с высокой частотой, именно это и разрушает сульфатную пленку.

В схеме задействован предохранитель и еще один выпрямительный диод. Предохранитель защитит десульфатор при случайных коротких замыканиях на выходе, а диод выполняет несколько функций – во первых защищает схему если вы случайно ее подключите к зарядному устройству неправильно и во вторых защищает зарядное устройство от возможных импульсных помех и всплесков напряжения, которые образуются на плате десульфатора.

Механизм сульфатации, ее опасность.

При эксплуатации в банках аккумуляторной батареи интенсивно протекают химические процессы:

Активные вещества (свинец на отрицательном электроде и оксид свинца на положительном) вступают в реакцию с содержащейся в растворе электролита серной кислотой.

Pb + PbO2 + H2SO4 -> PbSO4 + H2O

Продуктами реакции являются сульфат свинца и вода.

Имеет место и обратный процесс — распад молекул сернокислого свинца на ионы и восстановление на пластинах свинца и его окисла, а в растворе электролита молекул серной кислоты.

PbSO4 + H2O -> Pb + PbO2 + H2SO4.

Первая реакция характерна для разряда аккумулятора, вторая протекает во время его зарядки. В результате во время разряда плотность электролита (из-за уменьшения количества серной кислоты) снижается, а при заряде — увеличивается

Именно явление осаждения на пластинах образующегося во время разряда сульфата свинца называется сульфатацией.

Эта соль представляет собой нерастворимый кристаллический осадок, с низкой эектро- и теплопроводностью. Ее отложения на пластинах:

существенно уменьшают площадь поверхностей и массу активных веществ участвующих в реакциях, что приводит к снижению емкости аккумулятора;
увеличению внутреннего сопротивления и падению эффективности процесса заряда батареи;
локальному перегреву и повышению вероятности теплового разрушения материала пластин.

В рабочем цикле (заряд-разряд) обмен происходит постоянно, но распад сернокислого свинца оказывается не полным, что со временем приводит к накоплению его на поверхностях электродов и появлению проблем в работе АКБ. Особенно ярко проявляются негативные эффекты в случае длительного глубокого разряда. Это позволяет соли завершить образование крупных кристаллов, которые трудно поддаются разрушению при обратном воздействии (заряде).

Таким образом, наибольшую опасность с точки зрения сцльфатации представляют:

Длительные простои авто с выключенным двигателем и подключенным аккумулятором, во время которых имеет место процесс разряда;
Хранение заполненной электролитом не заряженной батареи (или длительное хранение без периодической подзарядки);
Короткие промежутки заряда и частые интенсивные разряды АКБ (например, при движении в городском цикле, когда длительность поездки невелика, а запуск двигателя с максимальной нагрузкой для батареи – явление частое);
Отсутствие дозаряда до номинальных значений при помощи сетевым ЗУ;
Глубокие разряды АКБ.

Влияет на процесс и температура. В холодное время года при запуске остывшего двигателя значительно растут пусковые токи и, соответственно нагрузка на АКБ, что приводит к интенсивному разряду. В то же время при работе генератора на заряд, распад кристаллов соли в холодном электролите идет достаточно медленно. В теплое время года при высокой температуре в подкапотном пространстве скорость кристаллизация сульфата возрастает, что приводит к ускоренному покрытию рабочей поверхности отложениями, особенно при недозаряженном аккумуляторе.

Словом, процессы деградации АКБ из-за отложения солей имеют место практически всегда. Это требует от автомобилиста постоянного контроля за состоянием батареи и своевременного ее обслуживания, в том числе проведения десульфатации собственными силами.

Десульфатация пластин обычным зарядным устройством

Как отмечалось выше, выполнить работы по десульфатации пластин аккумулятора можно при помощи обычного зарядного устройства. Но работа в данном случае будет значительно более сложной и потребует регулярного вмешательства в процесс.

Рассматриваться процесс десульфатации будем для аккумулятора, который имеет напряжение на клеммах на уровне в 8 Вольт, а плотность электролита порядка 1,07 г/см 3 . Подобный аккумулятор при обычной зарядке начинает кипеть примерно через 15 минут, при этом не получая напряжение.

Выполняется десульфатация при помощи обычного зарядного устройства следующим образом:

Снимите аккумулятор и поставьте его в хорошо проветриваемом помещении, где будут проходить работы;
Далее проверьте, чтобы в батарее было достаточно электролита. Если его мало, то долейте обычной дистиллированной воды

Обратите внимание, что ни в коем случае нельзя доливать электролит или концентрат;

Далее потребуется взять обычное зарядное устройство, которое позволяет жестко устанавливать показатели тока и напряжения (Ампер и Вольт), и подключить его к батарее;

Поставьте напряжение на уровень от 13,9 до 14,3 Вольт, а ток на уровень от 0,8 до 1 Ампер и включите его в работу, после чего оставьте аккумулятор в подобном состоянии на 8-9 часов;
Выполнив описанные выше действия, можно заметить, что плотность электролита в аккумуляторе не изменилась, но увеличилось напряжение примерно до 10 Вольт – это то, что требуется;
Отключите зарядное устройство от аккумулятора и оставьте его в таком состоянии на 24 часа;
Далее вновь подключите зарядную станцию к аккумулятору, но выставите на сей раз ток на уровне в 2-2,5 Ампера. Снова оставляем аккумулятор заряжаться на 8-9 часов;
После этого вы заметите, что его напряжение возросло до уровня около 12,8 Вольт, а плотность повысилась до значений в 1,11-1,13 г/см 3 ;
Как можно видеть, процесс десульфатации начался. Чтобы его продолжить, необходимо подать на аккумулятор небольшой разрядный ток. Для этого лучше всего использовать лампу дальнего света автомобиля, либо что-то похожее по нагрузке. Оставьте аккумулятор с подключенной нагрузкой на 8-9 часов. Желательно постоянно контролировать результат, чтобы напряжение не снизилось меньше 9 Вольт, при этом плотность будет оставаться на прежнем уровне;
После этого вновь заряжаем 8 часов при помощи зарядной станции аккумулятор током около 0,8-1 Ампер. Далее снова его оставляем стоять без подключенной зарядки и нагрузки на протяжении 24 часов, а после заряжаем током в 2-2,5 Ампер, чтобы вновь повысить напряжение батареи до уровня в 12,7-12,8 Вольт. После второго цикла вы заметите, что плотность повысилась до 1,15-1,17 г/см 3 . Следом вновь нагружаем аккумулятор.

Подобные процедуры следует проводить до тех пор, пока плотность батареи не приблизится к идеальной – 1,27 г/см 3 . Подобные работы позволят очистить пластины аккумуляторной батареи на 80-90%

Обратите внимание, что в зависимости от сложности ситуации, работы могут занять вплоть до двух недель

Как устранить сульфатацию пластин

Под десульфатацией понимают воздействие на электроды и пластины различными способами, которые способствуют устранению образовавшегося налета солей кальция или свинца. Различаются такие виды очистки: механическую, химическую или с использованием неорганических присадок, электрохимическую с применением зарядного устройства.

Самым простым и быстрым способом десульфатации считается механическая очистка пластин от образовавшихся кристаллов соли. Батареи старого образца или обслуживаемые позволяют снимать крышку и получать доступ к пластинам и электродам.

Эти комплектующие извлекаются с батареи вручную и таким же образом очищаются – налет просто соскабливается с поверхности и щелей до полного устранения по мере возможности. Современные агрегаты чаще выпускаются необслуживаемого образца. Это не дает возможности попасть к банкам с электродами, чтобы их достать и почистить.

Для проведения очистки пластин севшей АКБ этим методом необходимо выполнить ряд операций:

Снять или срезать у обслуживаемых аккумуляторов верхнюю часть корпуса

Каждую из пластин зачистить вручную, осторожно, чтобы не повредить структуру электродов;

Установить очищенные пластины на их место в емкостях с соблюдением нужного зазора между каждой;

Сделать герметичным корпус, запаять снятую крышку;

Заполнить банки электролитом нужной плотности;

Провести проверку работоспособности АКБ, «подогнать» плотность жидкости к одному уровню во всех банках, не допуская разнос более, чем 0,01 кг/куб. см и концентрацию электролита не ниже 1,25, но не выше 1,31 кг/куб

см.

Для EFB батарей этот способ не применим, поскольку каждая группа электродов отдельно запаяна в сепаратор, предназначенный для предотвращения осыпания пластин.

В этой конструкции различается плотность электролита в банке и самом пакете (сепараторе), что испортит устройство после нарушения целостности. Этот фактор не дает провести механическую десульфатацию.

Химические присадки

Суть процесса заключается во введении в полость банок с электролитом специальных присадок с химическим составом, воздействующим на сульфаты кальция или свинца. В ходе зарядки растворы с присадками замедляют образование на электродах солевого налета, что возвращает до практически номинального заряда АКБ.

Чаще всего выбирают «Трилон-Б», однако не на всех батареях этот раствор одинаково эффективно срабатывает. Зависит реакция от особенностей конструкции аккумулятора, модели и технических параметров. Вероятность того, что химический способ десульфатации сработает — 50 на 50.

Состав «Трилона-Б» включает 5% аммиака, 2% кислоты органической производной от соли натрия, дистиллят. Эти компоненты к свинцу инертны, зато хорошо реагируют с налетом на электродах. В промышленности такой раствор применяется для превращения нерастворимых солей в растворимые.

Порядок проведения химической десульфатации:

В соответствии с приведенными выше пропорциями готовится раствор «Трилон-Б»
Аккумулятор заряжается полностью
2-3 раза производится промывка дистиллятом банок АКБ
Не менее часа раствор должен провести в полости банок, чтобы закончились химические реакции и прекратились выделяться газы
Неактивный раствор по завершению реакций сливается (откачивается без переворачивания устройства)
1-2 раза промывают с помощью дистиллированной воды внутреннюю часть банок
Новый электролит, плотностью 1,25-1,27 кг/куб. см, заливается в каждую банку, проверяется его плотность и подгоняется к одному значению с разносом не более 0,01 кг/куб. см для каждой емкости
АКБ заряжается полностью, корректируется концентрация жидкости

Читать также: Что такое реверс на мотоблоке

Электрохимический способ

Наиболее продуктивным способом десульфатации считается электрохимический, который осуществляется специальным зарядным устройством.

Суть электрической десульфатации заключается в пропускании через электролит тока с более высокими показателями, чем номинальные значения АКБ. Это приводит к естественному растворению в окружающей пластины жидкости скоплений свинцовых или кальциевых солей и растворение в ней, повышая плотность электролита. Это приводит показатели аккумулятора в норму.

Самодельное устройство

Описанные методы производятся покупными приборами и составами. Но возможна и десульфатация аккумулятора своими руками. Для этого необходимо собрать электрическую схему, называемую моргалкой.

Сделать схему несложно. Чтобы получить десульфатирующее зарядное устройство своими руками, нужны автомобильные реле и лампочки 12 В. Лампы создают нагрузку и поддерживают режим разряда АКБ. Реле задает тон моргания — импульсы включения и отключения режимов. Отсюда и такое название.

Режимы работы десульфатора своими руками следующие:

ток не должен превышать 10% указанной емкости;
напряжение находится в диапазоне 13,1−13,4 В.

Что такое сульфатация аккумулятора и как проходит десульфатация акб

Схема для десульфатации автомобильного аккумулятора

Электрохимические методы