Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля?

AGM и GEL-батареи

Гелевые батареи, как их часто называют, выступили как альтернативный вариант, безопасный в использовании. Проблему безопасности решили посредством перемещения электролита в связанное состояние, чтобы обеспечить уменьшение текучести.

Другими достоинствами GEL-батарей стали:

• пониженное осыпание активной массы пластин;
• пониженный саморазряд;
• переносимость к вибрации.

Их также можно наклонять практически под любым удобным углом, они могут храниться в течение достаточно продолжительного времени за счет медленного саморазряда, а переразряд не «смертелен» и не несет никакого ущерба технике в процессе.

А вот перезарядка устройства этого типа, наоборот, может крайне отрицательно повлиять на него. Поэтому AGM и GEL-батареи все же требуют очень аккуратного и бережного обращения.

К примеру:

несмотря на то, что их можно класть чуть ли не как угодно, их нельзя держать перевернутыми;
работа при пониженных температурах может резко снизить функциональность приборов;
особых мер предосторожности требует особая чувствительность приспособлений к зарядке.

При надежном хранении устройства оно сможет прослужить до десяти лет.

История возникновения и развития АКБ

Изобретение получило название «батареи Вольта». Несколькими годами позже физик Джоан Вильгельм из Германии создал сухой гальванический элемент и АКБ. Эти изобретения не имели непосредственного отношения к автомобильным аккумуляторам, но были важным шагом на пути к ним.

Спустя полвека Вильгельм Зинстеден обнаружил и исследовал электрохимический процесс, который лег в основу будущих автомобильных АКБ. Он выяснил, что если через свинцовые пластины, погруженные в серную кислоту, пропускать электрический ток, то на положительно заряженном электроде образуется двуокись свинца. При этом отрицательно заряженный электрод никак не изменяется. При замыкании этого устройства возникал ток, и он присутствовал до момента полного растворения двуокиси свинца в кислоте. Но Зинстеден лишь изучил данное явление и никак не воплотил его на практике.

И вот в 1859 году Гастон Планте создает на базе этого процесса первый образец свинцово-кислотного аккумулятора. Можно сказать, что это и был прародитель аккумулятора для автомобиля. Эта батарея включала в себя 2 пластины из свинца, которые были надеты на цилиндр из дерева и разделены прокладкой из ткани. Эта конструкция помещалась в емкость с подкисленным раствором и подключалась к электрической батарее. После проведения заряда АКБ некоторое время выдавала электрический ток постоянного значения.

Аккумулятор Гастона Планте

Обслуживаемый аккумулятор

Аккумуляторы особой конструкции называют обслуживаемыми так, как эти устройства требуют постоянного внимания пользователя. К ним относят АКБ, изготовленные по устаревшей технологии. Конструкция позволяет полностью разобрать устройство, чтобы заменить отработавшие свой срок пластины, повысить уровень электролита или полностью его заменить. В случае повреждения течь можно легко устранить при помощи подручных средств.

Главным преимуществом аккумуляторов обслуживаемого типа является невысокая стоимость. Серьезный недостаток – необходимость постоянно контролировать уровень электролита, для повышения которого в крышке предусмотрены специальные окна, плотно закрытые пробками. В процессе эксплуатации и длительного разряда происходит испарение электролита, что приводит к падению эксплуатационных параметров устройства. К недостаткам можно отнести высокий риск разгерметизации, сильное окисление клемм, кислотные пары. Современные устройства обслуживаемого типа лишены многих недостатков своих предшественников, но также нуждаются в постоянном внимании пользователя.

Какие аккумуляторы бывают и какие выбрать?

К самому распространенному, классическому типу можно отнести свинцово-кислотные аккумуляторы, которые могут быть:

Малосурьмянистыми. В составе свинцовых пластин таких АКБ содержится менее 5% сурьмы, основным эксплуатационным достоинством данного типа аккумуляторов является отсутствие необходимости постоянного контроля уровня электролита. Применяются они, как правило, в простых легковых автомобилях, которые не перегружены электроникой, и различными опциями;

Что касается срока службы свинцово-кислотных, то в среднем они работают 3-5 лет.

Совет эксперта

Евгений Семёнович Адулаев
Эксперт по тестированию автомобильных аксессуаров, специалист по подбору автозапчастей.

Если Вы хотите приобрести необслуживаемый АКБ, то рекомендуем выбирать модели только известных брендов, которые давно на рынке, имейте в виду, что купив некачественное изделие, скорее всего от него придется просто, избавится. Как правило, такие аккумуляторы стоят дороже, к этому нужно быть готовым, кроме того, стоит понимать, что: такой тип АКБ хуже переносит сильные морозы (постепенно снижается способность принимать заряд); его работоспособность в значительной степени зависит от исправности самого автомобиля (необходимо следить за состоянием генератора, а также чистотой клемм АКБ).

К числу современных типов АКБ относятся:

• Гелевые. Этот тип батарей обладает одной ключевой особенностью – электролит в нем находится в гелеобразном состоянии (загущенная кремниевыми соединениями кислота). Одним из главных достоинств рассматриваемого аккумулятора является безопасность использования – исключена вероятность вытекания электролита, а значит, не будет нарушена целостность его корпуса, а также остальных систем автомобиля. Модели такого типа, как правило, имеют очень высокую стоимость, используются в тюнингованных авто, к примеру, для обеспечения питания сложных аудиосистем.
• AGM. Автомобильные аккумуляторы AGM являются своего рода комбинацией классических свинцово-кислотных моделей и гелевых. В данных батареях используется жидкий наполнитель, пропитывающий находящееся между пластин стекловолокно. Из основных плюсов таких АКБ можно выделить – высокий уровень виброустойчивости и очень низкую скорость саморазряда. Также их особенностью является низкое внутреннее сопротивление, поэтому они способны отдавать более высокие значения пусковых токов. Предназначены в первую очередь для новых машин, с большим числом опций (к примеру, современные автомобили с режимом «Старт-Стоп»).

Также стоит упомянуть, что есть аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется щелочь. Существует два типа щелочных автомобильных аккумуляторов, которые могут применяться в качестве стартерных, к ним относятся: никель-кадмиевые и никель-железные. К эксплуатационным достоинствам таких АКБ можно отнести:

• Морозостойкость;
• Большую емкость;
• Долго хранятся в разряженном состоянии.

Но есть и недостатки:

Большие габариты и высокая цена.

Как правило, используется такой вид АКБ на грузовых автомобилях.

Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля

Перед тем как выбрать автомобильный аккумулятор, следует определиться с разновидностями данных устройств.

Выделяют следующие:

1. Свинцово-кислотные. Такие АКБ созданы первыми. Этот вариант самый простой. Представляет собой 6 банок, в них пластины из свинца находятся в жидкости с серной кислотой. Подобные обслуживаемые модели дешевые. Еще одно преимущество — электролит можно заменять, поэтому устройство снова заработает. Но существуют и необслуживаемые батареи, в которых не получится достать пробки из банок. Их можно перезарядить. Но нужно помнить, что если элементы сильно разрядятся, то может быть утрачена емкость либо пластина разрушится.
2. Гелевые. Они отличаются тем, что вместо жидкости используется густой наполнитель. У АКБ срок службы дольше, а также она герметична, за счет чего способна и дальше функционировать при любом наклоне. Такие устройства самые дорогие.
3. Созданные по технологии AGM. Это комбинированный вариант, в котором сочетаются детали от стандартной батареи и гелевой. То есть применяется электролит в форме раствора, чтобы пропитывать наполнитель, расположенный между пластинами. Подобное устройство отличается устойчивостью к вибрации, может работать при сильном наклоне. Но при этом аккумулятор чувствителен не только к сильному разряжению, но и к перезарядке.

Для старых российских отечественных машин подойдет и дешевый вариант, т.е. свинцово-кислотные батареи. Для новых легковых фирменных автомобильных батарей рекомендуются AGM-устройства. Они обладают высоким пусковым током и быстро восстанавливают заряд. Гелевые (из-за их дороговизны) применяют редко.

Производители аккумуляторов

Условно все автомобильные аккумуляторы можно разделить на импортные и отечественные. Из импортной продукции наибольшей популярностью пользуются аккумуляторы Варта, Бош, Энерджайзер и другие бренды. Российские аккумуляторы, а также продукция от производителей из стран СНГ в последние годы получила все большее распространение, что объясняется их доступной стоимостью, высокой технологичностью и надежностью.

Импортные

Традиционно наибольшей популярностью у отечественных автовладельцев пользуются импортные аккумуляторы, которые изготовлены с использованием суперсовременных технологий

Можно порекомендовать обратить внимание на продукцию таких компаний как Energizer, Bosch, Varta, Energizer и другие. Нужно лишь помнить о том, что сегодня на рынке имеются как оригинальные качественные модели, так и подделки, использование которых попросту опасно на автомобиле

Именно поэтому покупки АКБ следует делать исключительно в специализированных компаниях и магазинах, но никак не на рынках.

Полярность

Задавшись вопросом, как выбрать аккумулятор для автомобиля, необходимо обратить внимание на полярность клемм. Она бывает прямая или обратная

Прямая полярность характеризуется расположением плюсовой клеммы с левой стороны. Чаще всего она встречается в отечественных автомобилях. Соответственно, обратная полярность характеризуется расположением плюсовой клеммы справа. Встречается в азиатских, европейских и американских автомобилях. Посмотреть полярность можно в технической документации или вручную, разместив аккумулятор клеммами ближе к себе и посмотрев, с какой страны располагается плюсовая клемма. Кстати, на современных автомобилях LADA также используются аккумуляторы с полярность, как у иностранных автомобилей.

Зарядка, хранение и зависимость от температуры

После того как автомобильный аккумулятор запустил стартер и двигатель, происходит его зарядка от генератора. В снятом положении батарея заряжается зарядным устройством. Хранить аккумулятор с жидким электролитом можно только в строго горизонтальном положении и при определенной температуре 5°С -15°С. Это обусловлено тем, что электролит может вытечь, а осыпавшиеся пластины замкнуть на дне банки.

Разная температура также влияет на работу АКБ. При высокой температуре показатели мощности и токоотдачи высокие, но батарея быстрее разряжается и повышается расход воды. Электролит по своему составу не замерзает при минусовой температуре, но на сильном морозе он все же может это сделать. В мороз химические процессы замедляются, пусковой ток снижается, падает емкость батареи. Вот почему у водителей часто возникают проблемы с запуском двигателя зимой.

Литий-полимерные аккумуляторы

Литий-ионный полимерный аккумулятор, известный также как Li-Pol, LiPo, Li-polymer, представляет собой улучшенную версию стандартного литиевого аккумулятора и находит применение во многих видах техники. Электролитом здесь служит полимерный материал.

Такие типы литиевых аккумуляторов хороши тем, что обладают значительной энергетической плотностью на единицу объема и массы, пониженным саморазрядом, донельзя тонкими элементами (всего от 1 мм), возможностью гибкости, крайне несущественным перепадом напряжения в процессе разрядки, широким диапозоном температур, при которых устройство продолжит свою полноценную работу. И, ко всему прочему, LiPo не имеет эффекта памяти.

Хотя не стоит слепо полагать, что батареи такого плана на самом деле можно назвать полностью идеальными. Даже у Li-Pol есть свои изъяны. Один из самых существенных — опасность возгорания в случае перезарядки и избыточного потребления тепла. Недостатком представляется и сравнительно небольшое количество рабочих циклов — 800-900, а также старение аккумуляторов, даже если они лежат в стороне без надобности.

Наконец, даже сама зарядка весьма пагубно влияет на приспособление: если процесс зарядки уменьшает вместимость, то при глубоком заряде прибор можно смело отправлять в металлолом.

Советы автомобилистов

Несколько советов по обслуживанию и эксплуатации АКБ:

1. Ни в коем случае не переворачивайте аккумулятор, в том числе сухозаряженный.
2. Не ленитесь в холодное время снимать батарею с авто и хранить ее в тепле.
3. Клеммы необходимо зачищать лишь нулевой наждачной бумагой с наиболее мелким зерном. Никаких напильников, крупного зерна и другого.
4. Перед установкой батареи проверьте ток утечки бортовой сети автомашины, особенно это касается подержанных иномарок и отечественных автомобилей. Ток утечки более 14-15 мА способен разряжать аккумулятор даже на стоянке и подразумевает регулярную езду или постоянную подзарядку.
5. Перед хранением аккумулятор следует полностью зарядить. Неполностью заряженная батарея быстро сульфатируется.
6. Систематически проводите замер плотности электролита, а также оценивайте его цвет. Он должен быть прозрачным, без взвесей. Когда электролит имеет коричневый либо черный цвет, значит одна или несколько ячеек имеют короткое замыкание.
7. Уровень электролита должен быть по строго определенному изготовителем уровню. Если в разных ячейках он различен, нужно искать утечку или другие причины.

Типы аккумуляторных батарей

В зависимости от материала, из которого изготавливается аккумулятор, выделяют следующие типы батарей:

• Традиционный (сурьмянистый) – представляют собой классический вариант аккумуляторов. Этот тип прост в обслуживании и проблем с эксплуатацией у водителя не возникает.
• Малосурьмянистый – относится к малообслуживаемым видам электрических батарей. Содержание сурьмянистых добавок в составе электродов минимальное и не достигает 5%. Аккумулятор не нуждается в уходе и контроле.
• Кальциевый – в батареях такого типа сурьма была заменена кальцием. Благодаря этому элементу, потери воды и газовыделения снижаются. Кальциевые аккумуляторы более дорогостоящие, но эффективные и не нуждаются в обслуживании.
• Гибридный – в основе производства этого типа батарей заложены пластины, изготовленные с применением разных технологий: соединение электродов сурьмяных с кальциевыми. Аккумуляторы устойчивы к перезарядам.

Гибридный АКБ для автомобиля

• Гелевый или AGM – название батареи исходит от наполнителя – гелеобразного вещества. Плюсами таких моделей являются виброустойчивость и медленная саморазрядка.
• Щелочной – подразделяется на никель-кадмиевые и никель-железные.
• Литий-ионный – один из популярных в наше время типов аккумуляторов.

Литий-ионные

Химическое внедрение сторонних атомов и молекул («гостей») в кристаллическую решетку основного материала («хозяина») известно с начала XX века. Название процесса — «внедрение» перевели на латынь и начали говорить не о внедрении-извлечении, а об интеркалации-деинтеркалации (от латинского iniercalarius, другое написание iniercalatus — вставной, добавочный). Осуществлённое во второй половине XX века обратимое проведение этого процесса электрохимическим способом в неводных средах создало экспериментальную основу для разработки нового поколения вторичных источников тока.

Первоначальное название такого аккумулятора — «кресло-качалка» (rocking chair), которое затем устойчиво сменилось на литий-ионный аккумулятор (далее Li-ion). Впервые коммерциализировала это изделие японская фирма Sony в начале 90-х годов XX века. Новое поколение АКБ стремительно вошло в нашу жизнь и уверенно завоёвывает позиции во всех автономных изделиях, требующих независимого питания электрической энергией. На рынке Li-ion имеют два основных конкурента, Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-MH (никель-металлгидридные) аккумуляторы. Основа коммерческого успеха Li-ion АКБ лежит в том, что он появился в нужное время и в нужном месте.

В качестве анодного материала используется широкий круг углеродов, который можно разделить на две группы — углероды с неупорядоченной структурой, так называемые жесткие углероды, и обладающие упорядоченной структурой графиты.

Современными катодными материалами являются литий металл оксиды. К ним относится главным образом литий кобальт диоксид (LiCo02), представляющий собой твердофазное соединение оксидов лития и кобальта. Этот оксид удовлетворяет всем техническим требованиям, но имеет высокую цену, а также токсичен. Это побуждает заменить, хотя бы частично, кобальт на никель, а также на другие металлы, в частности на марганец. В Li-ion используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития типа LiPF6 в смеси эфиров угольной кислоты (карбонатов), например, ЭК и ДМК. Отличительной особенностью литиевых первичных источников тока является длительная сохранность. Диапазон рабочих температур (-20… + 60 °С)

Первичные литиевые источники тока имеют более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с традиционными водными элементами. Это обусловлено использованием для изготовления электролитов неводных растворителей с существенно более низкой температурой замерзания и более высокой температурой кипения по сравнению с водой. Однако электропроводность этих электролитов заметно снижается с понижением температуры. Для слаботочных первичных литиевых источников тока это обстоятельство не является критичным.

У Li-ion температурная зависимость электропроводности имеет место не только в электролите, но и в матрицах электродов. Наложение этих явлений приводит к тому обстоятельству, что преимущества неводных электролитов, имеющие место для первичных литиевых элементов, не проявляются в Li-ion батареях. Герметичное исполнение и автоматический контроль состояния аккумулятора обеспечивают его долгую эксплуатацию. Полное отсутствие эффектов памяти и прочих недостатков делает Li-ion АКБ весьма комфортным в использовании.

«>

Устройство и принцип работы АКБ

Устройство автомобильного аккумулятора

Тот, кто хоть раз держал в руках аккумулятор автомобиля, знает, как много весит это устройство. Причина в том, что корпус его плотно заполнен элементами, содержащими свинец.

Устройство аккумулятора.

Для легковых автомобилей, требующих 12-вольтных АКБ, используется стандартная схема компоновки.

1. Шесть элементов по 2 вольта (их обычно называют банками) объединены в общий корпус.
2. Каждый из элементов состоит из положительных и отрицательных электродов: свинцовых решеток, в которые «впечатано» активное вещество. Электроды разделены между собой сепараторами, так что не соприкасаются друг с другом.
3. И всё это залито электролитом – смесью воды и серной кислоты.

Активное вещество на решетках отличается по составу: для анода (положительного электрода) используется диоксид свинца, для катода (это отрицательный электрод) – губчатый свинец. В обоих случаях к свинцовым компонентам добавлены вспомогательные вещества (лигатуры), улучшающие работу аккумулятора.

Принцип работы.

Принцип работы АКБ

В том виде, который описан выше, аккумулятор считается «заряженным». При подключении к выводам батареи любого устройства, требующего энергии, начинается реакция свинцовых компонентов с оксидом серы и водой. Сера и свинец вступают в реакцию и преобразуются в сульфат свинца и воду. Кислоты в электролите становится меньше, воды – больше, плотность электролита снижается и через некоторое время концентрации серы не хватает на то, чтобы реагировать со свинцовыми компонентами. Аккумулятор разряжается.

Процессы разряда и заряда АКБ

При подаче электроэнергии для зарядки АКБ происходит обратный процесс — сульфат свинца, осевший на пластинах, разлагается на оксид свинца и серную кислоту, которая выделяется обратно в электролит. Восстанавливается изначальная плотность электролита, а на пластинах остается активное вещество – батарея заряжена. Ниже представлен короткий и понятный видео-урок по устройству и принцип работы аккумуляторной батареи.

Что следует знать при покупке нового аккумулятора?

Выбирая товар автолюбитель должен помнить о следующих факторах:

1. На изделии должен стоять штамп о дате выпуска. Срок реализации аккумуляторной батареи – полгода. Больший показатель свидетельствует о неготовности устройства для работы.
2. Наличие отметки о токе холодного пуска. Для южных районов этот показатель не критичен. В северных областях необходимо выбирать батарею с более низкой температурой запуска, которая не подведёт владельца в сильные холода.
3. При покупке нужно попросить продавца замерить напряжение на клеммах. Оно должно быть равно 13-13,5 В без нагрузки для 12-вольтовых аккумуляторов. Меньший показатель говорит о длительном стоянии на полке изделия или его неисправности.

Иногда в торговых точках предлагают контрафактный товар.

Важно! Чтобы не нарваться на подделку необходимо проверить сертификат устройства, его внешний вид. На упаковке не должно быть ошибочных надписей, этикетки – наклеены ровно, целлофановая упаковка – находиться в идеальном состоянии

Сколько вольт должен показывать аккумулятор автомобиля

Обычно батарею составляют 6 банок,  выдающих напряжение суммарное 12 вольт. Измерить с помощью нагрузочной вилки можно как напряжение  батареи, так и отдельно взятой банки, чтобы выявить неисправную, занижающую его в целом. Замеры проводят при комнатной температуре, поскольку заряд снижается на 1% при снижении температуры на  градус.

При покупке на клеммах оно должно соответствовать 12,4-12,5В. Севшим полностью является аккумулятор с напряжением 10,5В, от которого не смогут питаться бортовые приборы. Следовательно, нельзя допускать полного разряда батареи.

Маркировка на аккумуляторных батареях

Не рекомендуется покупать продукцию неизвестных брендов. Лучше отдать предпочтение тем, которые гарантированно обеспечат качественную работу в течение нескольких лет. Правильнее покупку делать в специализированном магазине, а не на авторынке или магазинчике

Обязательно внимание обращать на корпус, где не допустимы: вмятины, трещины, сколы, загрязнения. На нем обязательно указывают: страну и завод – изготовитель, дата выпуска, а к самой батареи прилагаться технический паспорт

На клеммах присутствовать должны защитные колпачки. В противном случае, есть сомнения, что вам предлагают оригинальную батарею.

Выбор производителя

На рынке аккумуляторов есть компании, которые своей продукцией заслужили авторитет у потребителей качеством изделий.

Назовём некоторые марки:

• Bosch;
• Varta;
• Tyumen Battery;
• Mutlu;
• Delkor;
• «Зверь»;
• Moll;
• Аком;
• Optima;
• Exide;
• A-mega.

Запомнить! Продукция этих компаний выделяется отличным качеством, долгим эксплуатационным сроком, способностью работать при низких критических температурах.

Но…чем выше их позиции в рейтинге, тем стоимость хороших аккумуляторов для автомобиля дороже. За качество нужно платить.

Есть категория батарей, производители которых недавно присутствуют на рынке. Они успели хорошо зарекомендовать себя в кругу автолюбителей; Tornado, Topla, Medalist. Их продукция отличается более демократичной стоимостью.

Виды аккумуляторных батарей

Со времени изобретения первого аккумулятора прошло не больше 140 лет и сейчас сложно представить современный мир без резервных источников питания на основе батарей. Аккумуляторы применяются всюду, начиная с самых безобидных бытовых устройств: пульты управления, переносные радиоприемники, фонари, ноутбуки, телефоны, и заканчивая системами безопасности финансовых учреждений, резервными источниками питания для центров хранения и передачи данных, космической отраслью, атомной энергетикой, связью и т. д.

Развивающийся мир нуждается в электрической энергии столь сильно, сколько человеку нужен кислород для жизни. Поэтому конструкторы и инженеры ежедневно ведут работу по оптимизации имеющихся типов аккумуляторов и периодически разрабатывают новые виды и подвиды.

Основные виды аккумуляторов приведены в таблице №1.

Рабочая температура, ºC

Напряжение элемента, В

Удельная энергия, Вт∙ч/кг

Литий-ионный (Литий-полимерный, литий-марганцевый, литий-железно-сульфидный, литий-железно-фосфатный, литий-железо-иттрий-фосфатный, литий-титанатный, литий-хлорный, литий-серный)

Транспорт, телекоммуникации, системы солнечной энергии, автономное и резервное электроснабжение, Hi-Tech, мобильные источники питания, электроинструмент, электромобили и т.д.

Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)

Автомобильный транспорт, ЖД транспорт, Телекоммуникации, Энергетика, в том числе альтернативная, Системы накопления энергии

Электрокары, речные и морские суда, авиация

Ученые многих стран мира постоянно разрабатывают новые типы аккумуляторов и занимаются усовершенствованием существующих видов, которые наиболее отвечаю все возрастающим требованиям потребителей и условиям их применения.

Все разновидности аккумуляторов имеют свои положительные и отрицательные характеристики, но до настоящего времени идеальной батареи изобрести пока не удалось.Поэтому в каждом конкретном устройстве используются АКБ с оптимальными характеристиками.

Рассмотрим основные виды аккумуляторов, маркировку, условные обозначения и типы клемм. У аккумуляторов, изготовленных по различным стандартам, конструктивное устройство клемм отличаются.По европейскому стандарту одним из наиболее распространённых является конус «А». Отрицательный токовывод имеет диаметр 17,9 мм, а положительный — 19,5 мм. Европейский тип клемм «Е» (винтовые).

АКБ, выпускаемые в странах азиатского региона, имеют тип клемм конус «В». Отрицательный токовывод имеет диаметр 11,1 мм, а положительный ─ 12,7 мм.